基于SRUKF的TSOA/TDOA单站跟踪技术研究

阐述了蜂窝网系统中单台定位设备TSOA/TDOA被动式新型混合定位技术的原理.利用TSOA/TDOA混合定位的数学模型建立系统观测方程,采用受随机加速影响的匀速运动状态模型,描述了移动台的位移和速度.在此基础上推导了基于平方根无迹卡尔曼滤波的跟踪算法,并通过仿真实现了对移动台位置和速度的同时跟踪.仿真结果表明,与扩展卡尔曼滤波及无迹卡尔曼滤波算法相比,平方根无迹卡尔曼滤波算法的跟踪性能更优.     

CDMA网络中TSOA／AOA定位跟踪技术

为研制基于CDMA网络的新型定位系统,提出一种新的到达时间之和（TSOA）／到达角（AOA）定位技术,它利用信号TSOA与AOA实现移动台的定位。为研究高精度实时定位算法,建立TSOA／AOA混合定位的数学模型,推导基于扩展卡尔曼滤波器的定位算法,通过仿真验证其可行性。     

改进粒子滤波算法在目标跟踪中的应用实现

针对移动目标跟踪的非线性、非高斯的特点,本文系统介绍了基于ARMll的嵌入式设备进行移动目标跟踪的应用实现.核心应用算法使用改进的粒子滤波算法,其中粒子滤波算法的改进采用对粒子加权以及重新采样,以克服样本贫化现象和区分粒子的重要性程度.然后闸述了将粒子滤波算法移植到嵌入式设备以实现移动目标跟踪的应用需要.     

一种NLOS环境下的TDOA/AOA定位算法

在LOS环境下,Chan算法有着较好的定位精度,基于Chan算法的到达时间差/到达角(TDOA/AOA)算法比Chan算法有了进一步提高。但是在NLOS环境下,这些算法的精度都将大大下降,由于AOA的测量值有较大误差,TDOA/AOA方法的精度甚至低于Chan算法。并且这些算法的主要缺点是在第一次加权最小二乘法(WLS)中把移动台的横坐标、纵坐标与移动台到服务基站的距离作为三个相互独立的变量,忽略了三者之间的相关性,因此要进行第二次WLS才能得到定位结果,且最终的解为二值根。对误差的均值和方差进行了估计,修正了TDOA与AOA测量值,用Kalman滤波算法对AOA的值进行了估计,利用移动台坐标与AOA之间的关系将三个变量简化为一个,只需一次WLS即可求得唯一解,减少了计算量,消除了根的模糊性。仿真结果表明,该方法简单,计算量小,有较高的定位精度和较好的稳健性,性能优于Chan算法和基于Chan算法的TDOA/AOA算法。     

非视距传播环境下的AOA定位跟踪算法

基于几何结构的单次反射统计信道模型,提出了一种在非视距(NLOS)传播环境下对移动台的到达角(AOA)的定位与跟踪算法.首先利用径向基函数(RBF)神经网络对NLOS误差进行修正,再利用最小二乘(LS)算法进行移动台位置估计,然后配合相关检测距离门对移动台进行跟踪.仿真结果表明,该跟踪算法能够有效地实现移动台的静态定位...     

基于高斯-施密特粒子滤波器的多机器人协同定位

多机器人协同定位需对各个机器人的运动模型和观测模型精确建模,需要运用非线性、非高斯系统。已经应用于本领域的各种非线性算法主要有两种：一种是扩展卡尔曼滤波算法（EKF）,它对非线性系统进行局部线性化,从而间接利用卡尔曼算法进行滤波与估算;另一种是序列蒙特卡罗算法,即粒子滤波器（PF）。本文介绍了一种改进的粒子滤波
器,即高斯-施密特粒子滤波器（GHPF）,重点比较这三种算法在多机器人协同定位领域的应用效果。     

无线传感器网络中基于机动模型的跟踪算法研究

以大型建筑火灾救援系统中人员跟踪方法为研究背景,针对受灾人员移动的随机性和不可预见性,提出了一种基于机动模型的粒子滤波算法;该算法采用无线传感器网络技术,解决了传统有线设备易损毁的问题,采用全新的动力学机动模型作为系统状态模型,以满足复杂移动轨迹的要求,并采用粒子滤波算法对移动人员进行跟踪,解决了非线性非高斯系统的状态估计问题;仿真实验结果表明,该算法跟踪效果良好,具有一定的实用性。     

IMM-UPF算法在机动目标跟踪中的研究

为解决机动目标跟踪的非线性和噪声不确定等问题,提出了一种新的滤波算法：融合了交互式多模型（IMM）、粒子滤波（PF）和无迹卡尔曼滤波（UKF）的IMM-UPF算法。该算法采用多模型结构以跟踪目标的任意机动,粒子滤波能处理非线性、非高斯问题,而采用UKF产生粒子,由于考虑了当前观测值,使得粒子的分布更接近后验概率密度分布,克服粒子的退化现象,从而提高估计精度。系统的模型集根据实际的目标系统设计了三个非线性模型。通过实例仿真,结果证明了IMM-UPF算法的有效性,且其性能优于PF、UPF算法。     

OFDM超分辨率联合TOA/AOA定位

对无线信号到达时间（TOA）和到达角度（AOA）的精确估计是室内无线定位的关键。正交频分复用（OFDM）是适合多径衰落环境的一种高速传输技术。提出一种联合TOA和DOA的二维定位方法用于OFDM信号定位。算法首先通过信道估计得到信道的频率响应（CFR）,对CFR采用超分辨率算法估计信道时延。首径（first arrival path,FAP）的时延估计就是接收信号的TOA估计。将天线阵列接收信号通过DFT变换到频域,利用同样的算法估计信号各径的AOA/DOA。最后联合TOA和AOA在二维平面上确定目标位置。由于信号是多径、多载波信号,对各载波的DOA/AOA估计在载波间进行处理,再结合各径脉冲响应的幅值,选出属于首径的DOA/AOA估计。在多径环境下仿真表明算法有效且定位精度能够满足实际需要,尤其适合环境中只有一个基站或接入点的情况。     

TDOA/AOA数据融合定位算法

基于非视距传播（NLOS）环境下的几何结构单次反射统计信道模型,提出了到达时间差/电波到达角（TDOA/AOA）数据融合定位算法。利用TDOA定位算法和AOA定位算法分别估算移动台（MS）位置,然后利用数据融合方法确定MS位置。仿真结果表明,本文算法在NLOS环境下有较高的定位精度,性能优于TDOA定位算法和AOA定位算法。     

基于射线跟踪的AOA定位算法的GDOP研究

GDOP是衡量定位系统精度的一个重要指标。基于射线跟踪的定位算法利用镜像站实现对目标的定位,针对现有关于GDOP的计算因没有考虑镜像站之间的相关性,而无法用于对基于射线跟踪的定位系统的定位精度与镜像站布局之间规律进行分析的问题,给出一种基于射线跟踪的AOA定位算法(AOA-RT)的GDOP计算方法。在微小区AOA定位模型下,根据镜像站与定位站之间的关系,得到镜像站位置误差的相关矩阵,根据该相关矩阵推导了AOA-RT算法的GDOP的计算公式。仿真结果表明了所给的GDOP计算方法的合理性,并得出了相关结论。     

基于三个定向天线RSS的二维到达角估计

在室内定位设计中,接收信号强度（RSS）容易受到发射功率、信号衰减和多径环境等因素的影响。在锚节点天线高于被测节点天线的应用条件下,提出一种基于RSS的二维到达角（AoA）估计方法。将三个定向天线作为锚节点的波束切换天线且三个波束的方向图重叠,在测向技术中的和差法理论基础上,从多径信号分析和克拉美罗下界推导的角度出发,论证当AoA处于方向图重叠区域时RSS差分处理对于多径和噪声干扰具有一定程度的抑制作用,并研究该抑制效果与波束切换天线参数之间的关系。仿真结果表明,在单个锚节点条件下,该方法在约150 m²的定位区域范围内获得的平均AoA估计误差为4.3°,具有较高的AoA估计和定位精度。     

一种新的星载TDOA/FDOA/AOA联合定位算法

针对双星时频差定位体制在星下轨迹附近区域存在定位盲区的问题,提出一种单星二维干涉仪测向（AOA）与双星到达时差（TDOA）/到达频差（FDOA）联合定位方法。采用更精确的WGS_84地球模型,通过构造子空间基矢量恒等式以及地球表面约束获取联合观测的伪线性定位方程,实现了双星TDOA/FDOA/AOA联合高精度定位。在相同场景下将时频差定位算法和提出的联合定位算法进行比较,仿真结果表明该算法可缓解时频差定位盲区缺陷,星下轨迹附近区域的定位精度可至少提升两倍以上。     

基于遗传算法的TDOA/AOA定位系统的最优布站算法

摘 要：推导了TDOA/AOA混合定位算法产生的定位误差的克拉美－罗下界,提出了利用遗传算法（GA）寻找规定平面区域内的TDOA/AOA定位系统最佳布站策略的方法,其所遵循的最佳布站原则是使得定位的目标空间的定位误差的克拉美－罗下界的平均值最小。文中对GA的站点位置编码和适应度函数的选择进行了研究,在此基础上提出了基于GA的寻优布站算法。并对基于GA的寻优布站算法在不同情况下进行了仿真实验。     

利用方向性天线的Ad Hoc网络节点定位方法

提出了一种新的基于方向性天线的Ad Hoc网络节点定位算法,当锚节点装配了智能天线或自适应天线阵列这样的方向性天线时,锚节点利用高分辨率的波达方向估计方法估计出节点向锚节点发送信号的方向,并根据收到的信号功率大小估算出节点和锚节点之间的距离后,锚节点即可完成对未知节点的定位。该方法只需要利用一个锚节点就可以完成未知节点的定位,且适当改变锚节点天线的阵列摆放,就可以提高定位的精度。理论分析和仿真实验证明了所得结论。     

基于圆盘散射模型的无线传感网定位方法研究

在非视距传播（NLOS）环境下,基于圆盘散射模型来构造和引入NLOS误差符合实际的多径通信场景。利用已知锚传感器节点测量得到的电波到达时间和电波到达角等信息对未知节点位置进行定位估计。将圆盘散射模型细化为两种建模,即以未知节点为中心的散射体圆盘模型和以锚节点为中心的散射体圆盘模型,对各模型有针对性的提出定位思路和方法。进行计算机仿真,实验结果表明所提出的定位方法较传统的多种定位法具有更小的定位误差,定位精度较高。同时所提出的定位法不受圆盘散射半径的增大对定位误差的恶化影响,鲁棒性较好,适用面广。