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。     

移动台抗NLOS定位算法研究

在CDMA的网络环境下,TDOA/AOA混合定位算法能够比Chan算法有较高的定位精度。然而随着AOA测量误差精度的下降,定位精度逐渐下降,甚至低于Chan算法的定位精度。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。实验证明,该方法的定位误差性能优于单纯的TDOA定位方法。     

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。     

Chan定位算法在三维空间定位中的应用

对基于TOA/TDOA无线定位算法进行了研究和比较,分析了基于TOA的精确测距技术.针对现有的定位算法通常是二维形式的问题,在Chinl定位算法基础上推导了Chan算法的三维形式,提出了一种基于TOA的三维空间定位算法.算法的主要思想足两次使用加权最小二乘法(WLS)得到初始解,利用初始解将非线性定位方程组线性化,最终得到位置估计.仿真结果表明该算法结构简单,精度较高,有较强的理论参考价值.     

基于RBF神经网络的TDOA/AOA定位算法

为了减小NLOS传播的影响,提出基于RBF网络的TDOA/AOA算法。利用RBF神经网络对NLOS传播的误差进行修正,使用TDOA/AOA算法进行定位。仿真结果表明该算法减小了NLOS传播的影响,在NLOS环境下有较高的定位精度,性能优于TDOA/AOA算法、Taylor算法、Chan算法和最小二乘(LS)算法。     

基于TDOA的空间定位算法

随着第三代(3G)移动通信的发展和美国E911规定的颁布,蜂窝网络移动台(MS)无线定位技术得到了越来越广泛的注视.该服务能够提供有关移动台位置的信息,因此在很多领域有着重要的应用.提出了一种基于到达时间差(TDOA)的三维定位算法.其主要思想是用一新变量代替定位估计中的二次项,把非线性估计转化为两次WLS(加权最小二乘)线性估计.此算法结构简单,计算量较小.通过模拟仿真,结果证明了该算法的有效性.     

基于BP神经网络的定位跟踪算法

提出了一种在NLOS环境下对移动台的定位与跟踪算法。利用BP神经网络对TDOA测量值中NLOS误差进行修正,再利用Chan算法进行移动台位置估计,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与动态跟踪,性能优于基于Chan算法、LS算法、Taylor算法的静态定位与动态跟踪。     

NLOS环境下TDOA/AOA混合定位算法研究

在CDMA的网络环境下，TDOA/AOA混合定位算法能够比Chan算法有较高的定位精度。然而随着AOA测量误差精度的下降，定位精度逐渐下降，甚至低于Chan算法的定位精度。本文在传统的TDOA/AOA混合定位算法加入校正因子，通过逐步迭代的方法，逐渐消除NLOS对TDOA测量值的影响，从而获得比传统TDOA/AOA混合定位算法更高的定位精度。仿真表明：在各种环境下，特别是非视距环境下该方法能够显著提高定位的精度，并且运算量增加较少。     

蜂窝网中的chan定位算法的性能分析

对蜂窝网中基于到达时间(TOA)/到达时间差(TDOA)的定位算法进行了分析和研究,重点介绍了Ghan定位算法在二维空间的应用.通过均方根误差(RMSE)与克拉美-罗(CRLB)下界的比较,分析了理想环境中Chan定位算法的性能.还通过实际测量,采用TOA双程测距方式得到TOA测量值,对Chan定位算法在实际测量中的性能进行了验证.实验仿真以及实际验证的结果表明算法在理想环境和实际测量中容易实现,而且定位精度相对较高.     

混沌优化算法在TDOA定位中的应用研究

为了解决TDOA定位估计中遇到的非线性最优化问题,提出了一种联合使用Chan算法和混沌优化算法的混合定位算法。针对TDOA方式进行最佳坐标搜索的问题,本文所设计的基于Chan算法的的混沌搜索方法,提高了算法的收敛速度和性能。仿真结果表明,该算法性能稳定,能找到逼近全局最优点的解,相对于Chan算法精度更高,相对于遗传算法在保证收敛性能的前提下有更快的收敛速度。     

基于多传感器的水声定位精度研究

针对TDOA定位算法中几何不确定性对定位精度的负面影响,提出一种基于多传感器信息融合的水声定位算法;该算法首先对多传感器合理布阵,确定若该个TDOA定位子系统,再对每个定位子系统用TDOA算法求得目标位置信息,最后依据几何精度因子(GDOP)对得到的若干个目标位置信息进行加权融合,得到最终定位结果;利用软件仿真对算法可行性进行了验证,结果表明,与基本的五元阵定位系统相比,该算法有效消除了因几何不确定性引起的误差,大大提高了定位精度。     

OFDM系统中基于BP神经网络的定位算法

为了减小正交频分复用(OFDM)系统中多径干扰对定位精度的影响,提出一种基于后向传播(BP)神经网络的定位算法。该算法采用多重信号分类(MUSIC)算法估计OFDM信号首径的到达时间(TOA),再计算出到达时间差(TDOA),然后利用BP神经网络对其进行修正,最后使用Chan算法确定移动台的位置。在多径环境下对算法进行仿真,仿真结果表明该算法能够有效地降低多径干扰的影响,性能优于最小二乘(LS)算法、Chan算法和泰勒算法。     

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.     

基于TDOA的室内超声波定位方法的改进

基于超声波和射频信号的TDOA（Time Difference Of Arrival,TDOA）室内无线传感网定位系统得到了越来越普遍的研究。其以距离测量为基础计算待测节点坐标。测距的误差影响定位结果的准确性。因此,文中主要目的是介绍基于超声波技术和射频技术定位系统的工作原理,通过采用总体最小二乘法（Total Least Square,TLS）的直线拟合方法对距离测量误差进行补偿,修正距离值,然后采用极小极大算法（Min-Max algorithm）进行定位的位置坐标计算,得到系统测距误差较小和定位准确性高的结果。实验数据仿真表明,该方法提高了距离测量精度和系统的定位准确性。     

基于等效地球半径的超短波超视距时差定位方法

超视距无线传输条件下的超短波辐射源目标高精度定位技术是非合作通信侦测中亟待解决的难点问题;针对该难题,在考虑地球曲率影响的同时,提出采用等效地球半径模型对超短波信号的对流层散射信道进行修正,在此基础上构建全新的基于到达时间差的定位方程组;通过Chan算法与牛顿迭代法相结合,对该非线性方程组进行求解,从而实现了辐射源目标空间位置的获取;详细推导了不同坐标系下坐标的转换计算、TDOA方程组的求解算法、定位性能的客观评价参数——几何精度因子;通过仿真分析了时差测量精度对定位精度的影响,并对提出的等效地球半径模型进行了仿真验证,结果表明,该模型可以有效降低超视距定位误差,并且随着距离的增加,定位性能的提升效果更明显,实现了对超短波超视距辐射源目标的高精度定位,具有较高的工程应用价值。     

基于改进遗传算法的开放式鲁棒融合定位方法

针对现有蜂窝网定位技术在实际应用中没有完整的定位测量参数就无法完成定位的缺点,提出了一种开放式的鲁棒融合定位新方法。该方法以信息融合技术为理论基础,融合异质异构的定位信息进行定位,在保证定位精度的前提下提高了定位算法的鲁棒性。仿真结果验证了该方法的有效性、开放性和鲁棒性。     

基于临近听域超声波TDOA室内定位的实现

介绍了一种便于部署的超声波室内定位系统。通过普通高音喇叭可以发射的20~22 kHz超声波频段,本文实现了基于3个高音喇叭信号源的超声波到达时间差（Time difference of arrival,TDOA）的定位。普通手机通过麦克风采集该频段的超声波,经过信号处理后实现了高精度、低成本的室内定位。本文在定位系统中设计了发射端超声波定位声源的信号结构,并设计了接收端通过频率搜索和基于快速傅里叶变换的频域搜索的同步方法。同时本文还将一种修正秩-1拟牛顿法应用到了基于TDOA的定位场景中,并验证了在使用3个高音喇叭时该算法定位精度与经典的CHAN算法基本相同。实验中本方法采用了不同于以往的40 kHz超声波频段的定位方案,在使用普通手机接收的条件下,各次实验结果误差均低于9 cm。     

基于TDOA的无线定位系统的应用与分析

随着通信技术的发展,无线定位技术广泛应用于社会的各行各业。本文首先分析TDOA定位技术的数学模型,通过算法实现移动台的定位。并将其应用于无线网络优化系统中问题网络的定位,使用Matlab软件实现在4个基站下的移动台定位仿真,最终得到比较理想的仿真结果。     

多站时差无源定位传感器网络优化

在可移动无源传感器网络中,观测器与目标的相对几何关系对定位精度有重要影响。为提高对运动目标的定位跟踪精度,提出一种基于时差无源定位几何稀释精度的移动平台实时布站方法。首先推导出二维时差无源定位方法下的带有基线长度和基线偏角的GDOP表达式,将其作为目标优化函数,使用加权离散搜索优化算法求解网内各观测器每一时刻的最佳观测位置,并在此最佳位置对目标进行量测,完成目标运动分析。该方法通估计和优化相结合实现移动平台无源传感器网络的实时优化部署,仿真证明该算法一定程度上解决了时差无源定位算法的定位模糊问题,提高了对运动目标的跟踪精度。     

基于AUPF的TDOA几何定位跟踪算法研究

使用无源时差（TDOA）定位技术确定无人机等小型辐射源目标的位置是当前研究的热点,针对时差定位算法较为复杂的实际情况,推导了时差双曲线的几何解,并提出了一种基于自适应无迹粒子滤波（AUPF）技术的移动目标定位跟踪方法。通过仿真对该方法在不同场景的应用效果进行了验证,进一步比较分析了算法的定位精度。结果表明,基于自适应无迹粒子滤波的时差几何定位跟踪算法可以在多种情况下较好地拟合出目标真实运动轨迹,实现对运动目标的定位跟踪,同时拥有更低的定位误差和更高的轨迹包容度,使用该方法可以显著提高对非合作移动辐射源目标的位置估计性能。