一种基于TDOA重构的蜂窝网定位服务NLOS误差消除方法

在非视距传播(NLOS)环境中，到达时间差(TDOA)测量值受NLOS误差的影响而产生偏差^[1]，使得Chan算法^[2]的定位性能显著下降。基于NLOS误差的先验信息，利用平均超量时延和均方根时延扩展之间的关系，本文为基于移动台(MS)的定位方案提出了一种建立在TDOA测量值重构和Chan算法基础上的改进算法，使得平均超量时延的影响显著下降。分析和仿真结果表明，与Chan算法相比，该算法的定位性能显著提高。     

一种改进的TOA/AOA混合定位算法

在蜂窝网络中利用电波到达时间（TOA）对移动台（MS）进行定位估计时，也可利用服务基站（BS）提供较准确电波到达角（AOA）信息，以提高定位性能。为此，本文对Chan提出的电波到达时间差（TDOA）定位算法进行了改进，提出了一种既继承原算法的优点，又增加AOA测量值以提高定位性能的TOA/AOA混合定位算法，分析和仿真结果表明，只要AOA测量值达到一定精度，该算法就能取得比单纯TOA定位法更好的性能。     

一种TDOA/AOA混合定位算法及其性能分析

在蜂窝移动通信系统中，智能天线阵列的应用使得服务基站（BS）能提供较准确的移动台（MS）电波到达角（AOA）测量值，从而可以用于对移动台的定位估计，文中对文献[1]的电波到达时间差（TDOA）定位算法进行了改进，提出了一种既能继承原算法的优良性能，又可充分利用AOA测量值信息提高定位性能的TDOA/AOA混合定位算法，该算法还具有解析表达式解。仿真结果表明，只要AOA测量值达到一定精度，该算法就能取得比文献[1]的单纯TDOA定位算法更好的性能。     

一种非视距环境下的椭圆-双曲线混合被动定位技术

在WCDMA网络环境下,提出一种基于单定位台的新型被动式定位技术—椭圆-双曲线混合定位,它利用信号到达时间和(TSOA)与到达时间差(TDOA)完成对目标的定位。在非视距(NLOS)环境下,利用Chan算法估计的目标位置作为迭代初始值,再通过Taylor级数展开法求解定位方程组。仿真结果表明,在NLOS下,该算法性能明显优于Chan算法,近似于采用真实目标位置的Taylor级数展开算法的性能,有较高的实用价值。     

一种改进的NLOS环境下的TDOA/AOA混合定位算法

在蜂窝移动通信系统中,利用基站测量的到达时间差(TDOA)和电波到达角(AOA)的混合定位方法能够比传统的TDOA方法提供更高的定位精度。但是在非视距(NLOS)条件下,当AOA的测量误差超过一定值时,定位的误差仍然很大。该文根据NLOS传播环境下附加传播时延服从指数分布的特性,估计附加时延的均值和方差,对TDOA测量值进行重构,再以AOA方法进行辅助定位。仿真结果表明,该算法能显著提高传统的TDOA和TDOA/AOA方法在NLOS传播环境下的定位精度。     

无线Ad Hoc网络基于泰勒级数展开的节点定位技术

无线自组织网络（Ad Hoc）节点的位置信息提供路由选择及节点查询等功能。节点信号的到达时间（TOA）、到达时间差（TDOA）、信号到达入射角（AOA）和信号强度的测量值已被用作移动节点相对于参考信标的定位。对Ad Hoc网络节点定位进行了研究,基于所有节点均能提供TOA/TDOA测量值的假定,提出一种仅通过部分有定位能力节点就可计算所有节点在Ad-Hoc网络中位置的方法。在此基础上,使用泰勒级数展开算法和二次WLS估计求解非线性定位方程组,以获得更高的节点定位精度。     

移动台定位估计数据融合增强模型及其仿真研究

为了提高蜂窝网中对移动台(MS)的定位精度，在文献[1]中，Kleine-Ostmann提出了一种对电波到达时间(TOA)和到达时间差(TDOA)测量值进行融合的模型。本文对该模型进行了改进，增加了AOA测量值的使用，提出了融合度更高的增强型数据融合模型。分析和仿真结果表明，只要AOA测量值达到一定精度要求，该模型就能取得更好的定位性能。     

Chan定位算法与TDOA估计精度的关系

在基于TDOA（到达时间差）的定位算法中,Chan方法由于其独特的优势得到广泛应用,但如何估计Chan定位算法所需的时延估计精度暂时没有明确的函数表达式。针对Chan定位算法,推导了该算法定位估计误差与定位参数（TDOA）估计精度之间的函数关系。给出了推导的具体步骤和函数关系的表达式,分析了该表达式所具有的物理意义。在移动台无线定位系统的设计过程中,根据所需的定位精度,通过该表达式可以直接计算出系统所必须的最小时延估计精度。     

一种在NLOS环境下提高精度的TDOA定位方法

根据NLOS传播环境下附加传播时延和均方根时延扩展的统计特性,对NLOS误差的均值和方差进行了估计,并对TDOA（到达时间差）的测量值和方差进行了修正,在一定程度上消除了NLOS误差的影响.采用Chn算法对移动台（MS）位置进行定位.仿真结果表明,该方法能够提高Chan算法在NLOS传播环境下的定位精度.     

基于卡尔曼滤波的抑制NLOS定位算法研究

NLOS(非视距传输)是无线定位误差的主要来源,利用卡尔曼滤波处理到达时间值,再结合Chan算法可以提高定位的精度,但当误差较大时定位精度逐渐下降。文章提出的改进算法首先利用预测残差调节NLOS误差较大的时刻所对应的卡尔曼滤波增益;然后以T1P1模型为基础,利用统计规律及预测数据估计NLOS平均误差,重构卡尔曼滤波的观测值;最后利用Chan算法计算移动台的位置。仿真结果表明该方法可以有效地抑制NLOS误差,在一定程度上提高了NLOS环境下定位的精度。     

一种线性校正到达时间差定位算法

针对到达时间差(TDOA)定位中出现的非线性估计问题,该文提出一种线性校正TDOA定位算法。首先将高度非线性的TDOA定位方程组转化为一组关于辐射源位置的伪线性方程,利用加权最小二乘(WLS)估计进行初始求解;然后在此基础上通过一阶泰勒级数展开把伪线性方程组转化为关于估计偏差的线性加权最小二乘问题并进行求解,分析了所提算法在测量误差较小时的有效性。最后提出了一种基于加权最小二乘估计的恒加速度运动辐射源的定位方法,相应的估计性能在测量误差较小时也接近克拉美罗界(CRLB)。计算机仿真结果验证了该算法的有效性。     

联合角度和时差的单站无源相干定位加权最小二乘算法

针对利用单个观测站接收多个外辐射源信号从而实现对目标定位的单站无源相干定位问题, 该文提出了一种联合角度和时差的加权最小二乘定位算法。首先, 将角度和时差的观测方程线性化处理, 考虑方程中的各项误差, 将定位问题建立为加权最小二乘模型。然后利用迭代方法对模型求解。最后, 对算法的定位性能进行了理论分析。仿真结果表明, 不同于仅时差定位方法至少需要3个外辐射源才能定位, 联合角度和时差定位方法仅需一个外辐射源即可定位, 且在同样数量外辐射源条件下估计精度高于仅时差定位;算法的均方误差低于最小二乘算法, 在时差测量噪声较大时定位精度仍然能逼近克拉美罗界。此外, 对系统几何精度因子图的分析表明, 目标及辐射源的位置对定位精度也有重要影响。      

MIMO系统中基于终端的定位算法

在无线MIMO(多输入多输出)通信系统中,基于终端的TDOA/AOA混合定位方法能够用于终端自主定位.介绍了一种基于参数信道模型的MIMO信道AOA估计方法,并将估计结果用于混合定位.仿真结果表明此方法有较小的计算复杂度,其性能优于单纯的TDOA定位方法.     

一种基于RFID原理的交通信息获取系统与车辆定位方法

 车辆的无线定位技术已成为近年来的一个研究热点。该文首先提出了一种基于RFID(射频识别)技术的交通信息获取系统,并在此基础上,提出了一种新的多基站TDOA(到达时间差)车辆定位方法。该方法是一种基于鲁棒性估计的两步定位方法。第1步利用多个基站的TDOA信息通过鲁棒性估计找到车辆的大致位置,然后进一步采用与车辆距离最近的3个基站的TDOA信息对车辆进行精确定位。该方法可有效地克服传统Chan算法当信号衰减引起TDOA估计误差较大时性能迅速恶化的问题。仿真实验结果表明该方法的定位精度优于传统的Chan算法和基于直接平均的2次定位法,可满足交通信息获取系统中对机动车辆定位的要求。     

一种天线阵列定位法及其仿真研究

为了克服CDMA移动台(MS)定位估计中面临的远近效应问题,该文提出了一种在服务基站(BS)附近布置一种天线阵列,采用TSOA/AOA混合定位技术对MS进行定位估计的方法,分析了采用不同定位法的GDOP分布, 并给出了相应的TSOA/AOA混合定位算法。不同条件下的仿真结果表明,只要AOA测量值达到一定精度,采用这种方法就能对MS进行准确定位。     

空间三站时差定位的模糊及无解问题

通过分析空间三站时差定位的经典算法,对模糊及无解问题的产生进行了探讨,分析了无解的分布与布站、站址误差和时差测量误差之间的关系,提出了解决模糊及无解问题的方法。在实际应用中,应充分运用目标先验信息,合理使用消除定位模糊的方法以降低系统复杂性,提高运算效率,同时优化测量站布局,使目标区域避开无解分布区。     

基于分簇结构无线传感器网络的高效无源定位方法

针对基于节点通信能力和能量受限的无线传感器网络实现高精度无源定位的问题,首先,在分簇结构网络中,通过折中单个簇的TDOA定位精度和运算复杂度,确定了簇规模;其次,基于直达波环境中TDOA定位误差是按布站GDOP对测量误差放大的原理,提出第一轮定位先使用网内所有节点以RSSI定位方法粗估计目标辐射源位置,并根据各簇在该粗估计位置处的布站GDOP和测量误差估算TDOA定位标准差,第二轮定位选择具有较低TDOA定位估计标准差的部分簇参与TDOA定位,最后将这些簇的TDOA定位结果按估算的定位估计标准差加权平均,求得最终定位解。仿真结果证明该方法有效的去除了冗余节点,实现以半数节点接近使用全部节点的定位精度。