基于正交多项式拟合的非视距定位优化算法

提出一种非视距环境中基于到达时间的移动定位优化算法。首先在基站端利用系统测量误差的先验知识判断到达时间测量值中是否存在非视距误差;然后通过加权正交多项式拟合对含有非视距误差的测量值进行修正,并利用有约束的加权优化算法对移动用户进行位置估计;最后对算法的定位误差性能进行仿真分析,并与视距环境中的最小二乘算法和有约束加权最小二乘算法的平均定位误差以及定位误差的克拉默·劳下界进行了比较。计算结果表明,提出的算法在非视距环境中能够得到较好的定位精度。     

非视距环境下RSS和TDOA联合的信源被动定位

针对非视距环境下信源定位性能恶化的问题,提出了一种能时域联合的信源被动定位算法。综合利用接收信号强度和到达时间差两种测量信息,首先给出信源位置的最大似然估计;然后引入距离平方与加权最小二乘法,将非凸的定位方程求解问题转化为广义信赖域子问题,采用二分法求得信源位置的估计;接下来采用迭代法估计非视距误差与信源位置以提高定位精度;最后,推导了联合估计的克拉美罗下界,比较分析了计算复杂度。仿真结果验证了所提出算法在非视距环境下接近克拉美罗下界,且具有较好的鲁棒性。     

一种非视距传播下的TDOA定位算法

提出了一种不需要任何非视距传播测量值先验信息且具有解析表达式解、非递归的双曲线定位算法。通过一步简单残差加权得出一个与真实移动台位置比较接近的初始定位估计,利用该初始值构造了一个加权矩阵,进行两次加权最小二乘计算,得出了一个最后的定位结果。理论分析与目前流行定位算法的仿真结果比较表明,该定位算法能有效地抑制非视距传播误差的影响,计算量相当小。     

一种基于单基站的协作定位算法

为抑制蜂窝网中非视距(Non-line-of-sight,NLOS)误差对定位精度的影响,提出了一种利用移动终端间的协作信息提高定位精度的算法。该协作定位算法根据基站测量信号到达时间(Time of Arrival,TOA)和到达角(angle of arrival,AOA)信息,选择距离基站最近的目标终端,利用目标终端与其它终端间的协作信息进行位置修正。仿真结果显示该算法不仅提高了定位系统的整体性能,而且在移动终端距离基站比较远的情况下,定位精度高于传统的TOA/AOA定位算法。     

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。     

基于残差加权的Taylor级数展开TDOA无线定位算法

针对Taylor级数展开算法进行了改进,用残差加权算法的定位结果作为Taylor算法的初始值进行迭代计算,并利用最小残差代替实际中不易获取的TDOA测量均方误差。仿真结果表明,该算法能有效地抑制非视距传播误差的影响,且性能稳定。     

一种非视距环境下改进的组合定位算法

为解决基于UWB技术的室内定位算法在测距时存在非视距误差以及异常值,而导致定位精度以及稳定性下降问题,文中提出了一种能够鉴别非视距环境以及消除非视距误差的组合定位算法。该算法通过二项假设检验鉴别非视距环境,在扩展的卡尔曼滤波算法中的待估计的状态向量之中引入非视距转换因子,利用迭代算法消除非视距误差对定位估计的影响,最后通过CTK算法对定位进行精确计算。实验结果表明,该算法针对非视距环境在约95%的定位结果中的误差仅为0.04m左右,相比于CTK算法,定位精度效果提升了13%左右,定位结果更加准确,可以更好满足室内移动机器人的定位要求。     

非视距环境下基于时域测量的刚体位姿估计

为了提升非视距环境下的刚体目标定位性能,提出了一种利用无线信号时域信息的刚体定位方法,来克服非视距误差对定位性能的影响。引入非视距误差作为辅助变量,将刚体节点位置估计转化为广义信赖域子问题;通过二分法估计出刚体节点的位置;运用奇异值分解求解非视距环境下刚体的位姿参数。计算机仿真验证了所提方法具有良好的定位性能。     

一种改进的煤矿井下无线传感器质心定位算法

频繁的煤矿井下事故要求无线传感器网络能够更精确的对井下人员进行定位。利用修正加权质心算法进行定位存在较大的误差,针对该问题,在修正加权质心算法的基础上提出了一种改进的煤矿井下无线传感器质心定位算法,该算法将修正加权质心算法得到的质心作为新的锚节点,并通过多次选择、运行形成新的锚节点和质心的方法进行定位。仿真结果表明:不同的巷道宽度下,改变修正系数a的值就可以得到最佳的定位效果,同时可以通过仿真实验得到最佳定位效果下的修正系数a的值,从而使定位精度达到最好。通过比较两种算法的平均定位误差得到改进的煤矿井下质心定位算法在三种巷道宽度下分别将定位误差平均降低了0.792 6m,0.636 2 m,0.598 9 m。     

一种NLOS环境下TDOA算法的改进

在蜂窝无线定位的各种算法中,非视距误差已经成为影响定位精度的主要因素。该文在已存在算法的基础上,对到达时间差测量值进行修正,减小了由NLOS误差带来的超量时延,提高了Chan算法计算初始值的准确度,并把该初始值作为Taylor级数展开法的初值进行计算,再把两者的计算结果进行加权。仿真结果表明本算法能进一步提高NLOS环境下的定位精度。     

一种减小NLOS影响的TDOA/AOA数据融合定位算法

提出了到达时间差/到达角数据融合定位算法.利用RBF神经网络对到达时间差的测量值进行修正以减小非视距传播影响,然后利用到达时间差定位算法和到达角定位算法分别估算移动台位置,最后对到达时间差和到达角定位结果进行加权平均得到移动台位置.仿真结果表明该算法在郊区、一般市区和闹市区环境下均能够有效地提高定位精度和可靠性.     

分布式多天线系统中的TDOA估计

在分布式多天线系统架构下提出一种估计到达时间差(TDOA)的新方法。利用分布式多天线系统的特性，通过构造具有良好自相关性的正交训练序列，将传统的TDOA测量问题转化为多径信号中首先到达径(FAP)的时延估计。数值仿真表明，与传统基于定时同步的TDOA估计方法相比，此方法能在无线多径传播环境中将非视距(NLOS)误差降低65%左右，从而显著提高TDOA的估计精度。     

一种利用修正牛顿迭代的时差定位算法

针对传统基于迭代求解的时差定位算法中容易出现的发散问题,提出了一种新的基于修正牛顿迭代的时差定位算法．该算法首先利用辅助变量将非线性时差定位方程组转化为一组关于辐射源位置的伪线性方程,在此基础上把时差定位问题转化为约束加权最小二乘优化问题;然后,利用基于特征值修正的牛顿法进行定位解算,同时为了减少迭代次数,通过二次插值法对一维优化问题进行寻优求解,给出了迭代步长因子的求取过程;最后,通过仿真分析验证了所提算法的有效性．     

基于TDOA的一种简化的非视距误差抑制算法

在蜂窝网络无线定位中,NLOS是影响定位精度的一个重要因素.如何更好的抑制NLOS误差是提高定位精度的关键.为此,考虑普遍存在NLOS的情况,即假定NLOS的概率为1,则得到的TDOA测量值均含有NLOS误差.这样根据信道的先验信息和Greenstein模型就可以估计出NLOS误差的均值,从而可以修正TDOA测量值,即重构TDOA测量值.把重构后的TDOA测量数据,应用到LCLS算法就可以完成对移动台的位置估计.仿真结果表明,在普遍存在NLOS的情况下,该算法能有效抑制NLOS误差,取得较精确的估计位置.     

TDOA localization with linear-correction in the presence of sensor position errors

This paper considers the problem of locating a source using time difference of arrival(TDOA) measurements obtained at spatially distributed sensors in the presence of sensor position errors. A linear-correction TDOA localization algorithm that involves closed-form weighted least squares(WLS) optimization only is developed. The proposed method first converts nonlinear TDOA equations into pseudo-linear ones by introducing an intermediate variable and obtains the initial source position estimate using the WLS technique. Then a linear-correction method is applied to improve the initial localization result by estimating and subtracting its positioning error. Simulation results demonstrate the good performance of the proposed method.     

一种多参考接收站下的时差定位算法

提出了一种基于多参考接收站的到达时间差无源定位新算法．首先将复杂的非线性时差定位方程组转化为一组关于辐射源位置的伪线性方程,运用加权最小二乘估计对伪线性方程组进行初始求解;然后利用初始解中各分量之间的相关性,通过加权最小二乘估计进一步求解得到一组改进的辐射源位置估计; 最后取这组估计值的平均值得到辐射源位置的最终估计．仿真结果表明,该算法对近场和远场辐射源均具有较高的定位精度．     

一种无线定位中NLOS误差抑制算法

为克服非视距传播带来的定位误差,提出了非视距误差的窗函数补偿法．通过测量p个采样点的均方根延迟计算平均超量延迟,实现窗长为p的非视距误差的窗函数补偿法．相对最优化方法,该算法的计算量明显减少;相对单点补偿法,该算法的精度明显提高．对移动台处于3种不同位置的情况进行了仿真分析,结果表明,该算法具有较高的定位精度．     

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.