基于TDOA-DOA的多站无源定位系统性能分析

针对基于时差和波达方向无源定位系统,建立了无源定位模型并给出了定位解算方案及其性能分析方法。利用真实无源定位场景对时差/波达方向联合定位和时差定位2种不同方案定位精度进行了仿真,仿真结果表明在实际无源定位系统中时差定位精度远高于时差/波达方向联合定位。     

一种新的超声波绝对定位方法

针对常规的超声波定位方法存在对决定定位精度的声速与渡越时间估算不准,导致定位精度有限的问题,提出了一种新的超声波绝对定位方法,即冗余超声波信息特殊融合法(SFMRUI)。SFMRUI利用冗余信息间的几何关系,以及冗余信息与误差间的隐含关系来修正误差。SFMRUI能很好地消除渡越时间误差,能求出波头滞后误差,并能对测量精度做出评价。实验与仿真结果证明SFMRUI法是正确的,且能大大提高绝对定位精度,与时差法和常规法相比优势很明显。     

基于NLOS环境下的TOA/AOA混合定位算法

非视距传播(NLOS)误差是影响各种蜂窝网络定位精度的主要原因.通过计算波达时间(TOA)和波达角(AOA)相对于移动台(MS)参考位置的残差来对NLOS误差进行鉴别,找出含有NLOS的基站.然后利用所得到的关于NLOS的信息,对算法进行加权处理.仿真实验表明,该算法有效的降低了NLOS的影响,可以得到更好的位置估计结果.     

基于椭球模型的射线跟踪地空信道模型研究

宽带地空信道传输环境很复杂,多径衰落、多径时延、衰落速率、波达方向、相干时间等参数都会影响地空通信系统的设计.为了更全面、准确的描述地空信道特性,利用地空椭球信道模型的建模方法,通过实际测量和统计的实测数据获得俯仰角、直射信号的传输时延和在此仰角下的多径信号的最大时延值,计算得到它的随机波达方向和随机时延,将波达方向应...     

基于卡尔曼滤波的建筑物内人员定位系统研究

在建筑物内人员定位系统中,严重的多径和非视距现象造成测距误差较大,采取措施降低测距误差对定位精度的影响是建筑物内人员定位的重要问题,本文阐述了利用ZigBee技术架构无线定位系统,以三边测量法和基于测距的RSSI值算法作为定位算法,加入卡尔曼滤波进行优化,充分利用了卡尔曼滤波的预测功能在预测方程中引入新的因子,使误差减小,最终得到更精准的定位信息.     

NLOS环境下基于自适应遗传算法的TOA/AOA定位算法

在视距传播(LOS)环境下,波达时间/电波到达角(TOA/AOA)定位算法比TOA算法的定位精度有了进一步的提高,但是在非视距传播(NLOS)环境下,这些定位算法的精度会受到较大影响。为了减小NLOS传播的影响,提出了一种NLOS环境下的TOA/AOA定位算法。利用自适应遗传算法对TOA/AOA混合定位算法中的非线性优化问题进行求解,从而提高系统的定位精度。仿真结果表明,提出的算法在NLOS环境下有较高的定位精度,性能优于Chan算法和LS算法。     

基于UWB技术的隧道无线定位方法研究

针对目前常用的隧道下人员定位技术存在传输距离短、抗多径效应差和定位精度低等问题,设计一种基于脉冲超宽带技术(Impulse Radio-Ultra Wideband,IR-UWB)的地铁隧道人员定位系统。该系统根据隧道复杂的环境特点,采用双向双边测距方法(Symmetric Double-Sided Two-Way Ranging,SDS-TWR)计算人员位置信息,在此基础上提出一种基于TOA(Time of Arrival)的自校验三角形定位算法提高定位精度,实测验证有效地满足隧道人员的定位需求。     

载波相位辅助消除伪码多径误差的算法研究

随着差分技术的发展,影响卫星导航接收机定位精度的典型误差源大多被消除,而多路径效应仍然是造成接收机定位误差的主要因素。该文分析了多路径效应对伪码测量量和载波相位测量量的影响。利用载波多路径误差源小于伪码多路径误差的性质,提出了一种针对伪码接收机的低复杂度的载波辅助伪码抗多径算法,并对算法进行了深入讨论和分析。该算法将接收机伪码测量量中的多路径误差由数十米减小到亚米级,大大提高了伪码接收机的定位精度。系统仿真证明了该算法的正确性。     

基于时间反转的室内射频定位方法评估

提出一种种基于时间反转的室内多散射环境射频定位方法.不同于传统的对多径效应敏感的采用接收信号强度、到达时间估计、到达角估计的射频定位方法,时间反转方法充分利用了多径传输作为有用信息.该方法首先要求RFID标签发射一个定位脉冲,该脉冲经过环境散射与多径传播后被阵元间距为3倍波长的稀疏天线阵接收.利用电磁场数值计算方法在仿真空间内将接收到的信号进行时间反转并重新在接收天线阵元位置分别发射.由于室内环境分布（如房间、门等）可视为已知信息,利用该信息可在仿真空间内建立完整而准确的电磁波多径传播模型,用于反演时间反转定位脉冲信号的传播过程.为了估计目标的位置,给出了基于时间反转的反演估计算子.通过监测估计子或时空域电磁场能量分布,即可获得RFID所在位置.仿真结果证实了该方法的有效性,并且由于时间反转方法充分利用了多径传输过程,故在稀疏天线阵下同样有很好的定位性能.     

微波着陆系统扫描波束主瓣替代的误差分析法

为了准确分析微波着陆系统(MLS)接收机多径测角误差,提出了一种基于波束主瓣替代的误差分析方法.利用该方法计算了接收扫描脉冲-3 dB门限前后沿误差,建立了场地环境条件下微波着陆系统测角误差模型.在经典模型限定的前提条件下进行了微波着陆系统接收机测角的多径误差计算,并与经典模型计算结果进行对比.结果表明,采用主瓣替代方法能较好地克服经典模型在分析多径误差方面的使用局限性,具有一定的理论和实用价值.     

复平面子空间分解的TOA无线定位方法

提出了一种利用复平面对二维移动站定位进行建模的方法,将到达时间信息转化为复数求模,通过代数运算, 利用子空间的方法对目标进行定位,再利用蜂窝站址的旋转不变性对定位解进行融合,推导了复平面下TOA定位的克拉美界 (CRB)。通过计算机仿真证明该方法具有较好的定位性能,在TOA测量精度较高时能够达到CRB界,有较好的应用价值。     

一种OFDM无线网络TOA估计新算法

为了在OFDM无线网络定位服务(LBS)中实现精确的到达时间(TOA)测量,提出了一种OFDM系统TOA估计新算法．将TOA估计分为整数采样周期TOA估计和小数采样周期TOA估计．接收机利用训练符号的时频特性以迭代搜索的方法获得小数采样周期TOA估计,并利用估计结果修正小数采样周期时延带来的相关谱扩展,利用引导沿检测算法由修正后的相关谱估计整数采样周期TOA．仿真结果表明,该算法在信噪比高于0dB时TOA估计精度高于相关检测算法,10dB信噪比下其TOA估计精度比相关检测算法提高一倍以上．同时,可以用降低两个数量级以上的复杂度提供与现有超分辨率算法相当的TOA估计精度．     

一种线性校正TOA定位算法

针对到达时间定位中出现的非线性估计问题,提出了一种基于线性校正的定位算法.该算法首先将非线性到达时间定位方程转化为一组关于目标位置的伪线性方程,利用加权最小二乘估计进行初始求解;在此基础上把伪线性方程组转化为关于估计偏差的求解问题,进而对初始解进行线性校正;同时分析了所提算法的有效性.仿真结果表明,该算法具有较好的定位性能.     

UWB信源低复杂度频域TOA估计

研究了UWB信号源在测距应用中的TOA估计问题,提出在频域进行TOA估计可降低接收机的采样率和能耗,并可简化接收机结构。对提出的基于状态空间的两种TOA估计算法计算复杂度和性能进行了比较,通过实际的信道模型仿真分析可知,两种频域TOA算法都可以达到精确的测距估计,但归一化幂乘法的计算量更小。文中方案特别适合于低速率、低功耗场合的定位应用。     

稳健非线性LMS非视距定位算法

在蜂窝移动定位中,非视距波(NLOS)是影响定位精度的主要因素,NLOS的传播会给距离测量值增加较大的正性误差。传统的线性滤波器主要是针对高斯分布的误差,并不能有效地处理NLOS误差。该文提出一种非线性LMS算法TOA测量结果进行重构来消除NLOS的影响。该算法将NLOS误差视作冲激性噪声,通过对LMS算法中的代价函数的非线性化来抑制TOA测量值中的NLOS误差,仿真结果证明了该算法的有效性。     

一种基于移动广播网的TOA／TDOA无线定位算法

针对Chart定位算法在非视距（NLOS）环境下定位性能较差的缺点,提出一种基于多基站TOA区域质心修正的Chart定位算法,该算法利用Chan算法初始定位,再通过TOA区域质心校正,以提高定位精度。仿真结果表明,该算法有效减小了NLOS误差对定位估计的影响,在NLOS误差较大的环境下仍具有良好的定位精度,性能优于Chart算法和Chan-Taylor协调定位算法。     

NLOS环境中的线性回归最小二乘三维定位算法

针对室内非视距无线环境中移动终端的三维定位问题,提出了一种非视距无线环境中基于线性回归与最小二乘法的三维定位算法。首先,基于无线通信环境中波达时间(TOA)的测量误差具有正偏置的特性,运用线性回归估计测试终端到基站之间的非视距测量距离误差与真实距离之间的线性关系;然后,根据该线性关系运用最小二乘原理对移动终端进行三维几何定位。实验结果表明,算法具有较高的定位精度,最大定位误差不超过2 m,且在非视距环境下,所提出的定位算法不仅不需要TOA的时延分布先验知识,而且定位精度优于其他基于TOA的两阶段最小二乘定位算法的定位精度。     

基于AGA优化BP网络的小信息量蜂窝网定位算法

为了实现蜂窝网中小信息量情况下对移动用户的定位,在只有驻留基站和一台定位设备可用的条件下,建立了TOA／TOA定位模型,提出了一种基于BP神经网络的定位算法,并用自适应遗传算法（AGA）优化BP网络的权值。仿真结果表明,在小信息量条件下,优化后的算法在复杂的多径环境下有效地提高了定位精度,能够很好地解决模型中固有的模糊点问题,达到了FCC的定位要求。     

Tunnel personnel positioning method based on TOA and modified location-fingerprint positioning

To position personnel in mines, the study discussed in this paper built on the tunnel personnel positioning method on the basis of both TOA and location-finger print(LFP) positioning. Given non-line of sight(NLOS) time delay in signal transmission caused by facilities and equipment shielding in tunnels and TOA measurement errors in both LFP database data and real-time data, this paper puts forth a database data de-noising algorithm based on distance threshold limitation and modified mean filtering(MMF), as well as a real-time data suppression algorithm based on speed threshold limitation and MMF.On this basis, a nearest neighboring data matching algorithm based on historical location and the speed threshold limitation is used to estimate personnel location and realize accurate personnel positioning.The results from both simulation and the experiment suggest that: compared with the basic LFP positioning method and the method that only suppresses real-time data error, the tunnel personnel positioning methods based on TOA and modified LFP positioning permits effectively eliminating error in TOA measurement, making the measured data close to the true positional data, and dropping the positioning error:the maximal positioning error in measurements from experiment drops by 9 and 3 m, respectively, and the positioning accuracy of 3 m is achievable in the condition used in the experiment.