GPS和GSM双定位终端的软硬件设计与实现

随着移动定位技术的发展，单纯的基于GPS的定位终端或者基于移动网络的定位终端都将无法满足用户的需求。前者的GPS定位信号受地形及建筑物的影响，会存在定位盲区；后者定位精度和定位能力受到移动网络的限制。该文提出一种集成了GPS定位和GSM网络定位技术的定位终端，阐述了它的软硬件的设计和实现。实验结果表明，该定位终端结合了GPS和GSM网络两种定位方式的优点，定位性能大大提高。     

基于双模定位的荒野遇险人员报警终端的设计

为了解决没有移动网络信号覆盖地区的荒野工作人员遇险救援不便的问题,设计了一种基于GPS（Global Position System）/北斗卫星导航系统的野外遇险人员报警定位终端。该报警定位终端以ARM（Acorn RSIC Machine）Cortex-M4为控制核心,搭配两种不同颜色的LED报警闪烁灯和液晶显示屏幕,并在报警终端上设计了功率放大器电路,工作时报警终端上的GPS/北斗双模芯片精确定位人员位置信息,采用LoRa（Long Range）无线传输模块将荒野工作人员的安全信息发送至附近的固定基站或者基站车上,其一旦接收到报警信息,便可迅速作出响应,及时对遇险人员进行救援。同时,在基站上使用不同增益的接收天线,或者改变LoRa无线传输模块的空中速率,可以使荒野工作人员的报警信息传输距离变的更远。实验结果表明,该报警终端具有实用性强、定位精度高、便于携带、工作稳定可靠,传输距离长等优点。     

基于GPS和Google Earth的车辆远程定位监测系统的设计

针对近年来日益凸显的车辆安全和管理问题,在分析传统的二维电子地图不足的基础上,运用GPS技术、Google Earth与3G技术相结合,开发了远程定位监测系统.在Visual C++环境下编程实现了GPS接收机与车载计算机之间的串口通信,通过3G网络将GPS数据传输到远程监测中心,在监测中心将GPS数据提取后利用Google Earth二次开发对移动车辆进行定位跟踪.实验表明,相对传统的二维电子地图,利用Google Earth可以更精确地实现动态、实时、实景定位显示.     

校车智能监控系统的设计与研究

近来校车安全问题备受社会各界关注,校车智能监控系统开始进入快速的发展期。本文设计了采用先进的GPS卫星定位技术和3G无线移动通信技术的校车智能监控系统,阐述了系统的总体设计方案。事实证明,该系统实现了校车管理的安全性、实时性和灵活性。     

LTE网络下定位实现方案研究

GPS、基站、Wi-Fi等定位技术都有其适用性和局限性,需要融合多种技术来满足用户不同的定位需求。根据3GPP及OMA定义的LTE定位业务标准,参考3G现网定位业务实现方式,并结合移动终端的多样性及业务发展的需求,对引入LTE后定位业务的几种实现方案进行了详细介绍。     

北斗+5G室内外融合定位技术研究

文章提出一种基于北斗卫星导航+5G无线网络的融合定位系统,利用北斗定位技术、5G网络基站、接收机终端以及时间同步设备等结构,构建“北斗+5G”的室内外融合定位系统,建立到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)的联合定位模型,对多个北斗卫星到接收机、5G基站到接收机的定位偏差进行分析。     

基于GPRS和基站定位的城市公交监控装置

分析了基站定位相对于GPS定位在城市公交终端应用中的优势,介绍了基于GPRS和基站定位的公交监控装置设计,并着重阐述了基于ARM嵌入式系统平台的监控装置的技术实现。     

用于无线Ad Hoc网络中的的相对GPS定位方法

针对无线Ad Hoc网络节点定位中采用单点GPS定位方法精度不高的问题,提出一种相对GPS方法。在控制网络中,各节点在同一时刻采用相同的卫星组合进行GPS定位并计算节点间的相对位置,可以大大消除定位的系统误差,提高相对定位精度。由于不需要固定基站,该方法适合于移动Ad Hoc网络节点定位的应用。在Zigbee无线网络平台上对本该方法进行实现与验证,实测结果表明,该方法可以将节点定位精度控制在5 m以内。     

工程车辆车载GPS定位终端的设计研究

结合GPS/GPRS技术在定位和无线通信方面的优点,该文设计了一种应用于工程车辆的车载GPS定位终端。介绍了系统的组成和功能,着重阐述了系统的软硬件设计。终端采用了嵌入式微控制器LPC2138,GPS以及GPRS无线通信模块,具有稳定、可靠、低功耗,低成本的特点。终端实现了车辆信息的采集和精确的定位功能,达到了设计要求。     

基于LoRa与GPS的低功耗物流定位系统

针对传统物流定位本地计算量大而导致终端功耗高成本大的问题,提出一种基于LoRa通信技术与GPS相结合的低功耗物流定位系统方案,将定位计算转移云端以减少定位终端的能耗。系统包括终端采集节点、网关节点和云服务器,并制定定位节点与网关的通信协议,设计定位终端节点的低功耗供电策略。实验测试表明,系统在相同定位精度条件下降低了定位终端22.9%的能耗,满足功能定位和实际应用需求,适用于物流园区大范围组网和定位。     

基于电信数据的室外定位技术研究

越来越多的移动计算依赖位置信息提供基于位置的服务,移动设备的室外定位技术至关重要。目前广为采用的方式是GPS,但移动设备端的GPS位置信息依赖移动设备如手机的GPS传感器获取,电信运营商虽然为用户提供通话和数据服务,却无法获得用户的精确GPS位置。针对这种情况,提出利用手机端和电信基站之间的连接信号数据(简称电信数据),实现移动设备的定位服务。考虑到电信运营商积累了海量的电信数据,因此通过研究基于电信数据的室外定位技术,使得运营商获取用户位置成为可能。提取电信特征数据、以手机所在GPS位置作为标签数据,研究了五种基于机器学习模型的室外定位算法,实现了从基站信号数据到GPS坐标点的预测,通过大量的实验对比了这些方法的定位精度和运行时间、不同数据收集模式的定位精度、不同特征的定位精度以及探索了后处理对定位精度的提升效果。最终通过实验可知,基于栅格化的随机森林分类模型是效果最好的方法,能够达到15~20m的平均误差和10m的中位误差,比前期回归算法在2G和4G数据分别实现了39.46%和54.28%的精度提升,取得与GPS定位接近的定位精度。     

基于基站定位技术的计量模块定位方法研究

为了便于计量终端的管理,提出了一种基于基站定位技术进行终端管理的方案。首先介绍了基站定位的基本原理,在此基础上提出基站定位的实现方案,并对方案中的聚类算法进行了介绍,最后基于提出的方法,实现了对不同距离条件下的位置信息定位效果进行了验证。实验结果表明,该方法在实际使用中具有很强的鲁棒性,可以大大简化常规算法的复杂性。     

基于UKF的UWB和GPS融合定位算法

智能汽车的发展对高精度定位需求日益显现. 针对汽车在城市建筑群、立交桥等特定环境下, 可见GPS卫星数量下降、车载GPS和惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)组合定位系统中IMU产生积累误差导致不能精确定位问题, 本文提出一种基于无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman ...     

室内定位中DS-TWR测距算法的优化

针对现阶段UWB室内定位的测距过程中易出现通信冲突且标签功耗高的问题,提出一种改进的DS-TWR算法.该方法通过一种基于Hash算法的时隙分配方法计算标签和基站的时隙,使每个标签和基站都有唯一时隙,以减少通信过程中标签冲突现象;同时不同于传统TOA测距流程,该方法设置一个主基站,标签只需与主基站进行通信,而从基站只需要进行监听;通过DS-TWR算法来实现标签与主从基站之间的测距过程,最终完成室内定位.实验结果表明,该改进方案可以有效地减少定位通信次数,假设定位基站有N个,改进算法的通信次数约为传统DS-TWR算法的4/3N,且基站越多,减少次数越多,有很强的工程应用价值.通过减少通信次数可以优化标签功耗过高的问题,使标签功耗节省33.3％;针对传统测距算法中通信冲突的问题,在加入Hash算法后,测距过程中基站标签的通信冲突率降低13％,从而使得系统中标签容纳量增加.     

一种面向室内定位的基站选择优化方法

基于蜂窝网的室内定位由于与通信网络共用基础设施,因此具有覆盖范围广、无需基础设施再投资等突出优点,已成为电信运营商级室内定位的首选,是5G通信领域的研究热点之一。在蜂窝网室内定位场景中,基站的布局将直接影响接收首径的数量、到达时间TOA(Time of Arrivaling)和测量误差等要素,从而影响定位精度。据此,文中提出一种面向室内定位的基站选择优化方法,以减小由于基站布局引入的误差。首先,引入TOA信息去除TDOA定位的虚定位点;其次,针对不同基站选择方案得到的定位结果,利用二次聚类的思想去除孤立点,并根据聚类结果中样本节点数量最多的类确定定位点的位置。实验结果表明,与其他优化方法相比,所提方法的室内定位平均误差降低了15.49%。     

基于NB-IoT的儿童防丢系统的设计

中国每年有很多儿童走丢,一旦儿童丢失找回来的几率微乎其微。基于此,设计一种基于窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）的儿童防丢系统,采用NB-IoT替代传统的蓝牙、WiFi、GPRS等方式,具有功耗小、覆盖广、穿透强、信号好等优点;采用北斗定位模块替代传统的GPS,具有无盲区、定位准等优点。利用NB-IoT与基站建立连接,将北斗卫星导航系统输出的定位信息通过NB-IoT传输至基站。用户可通过移动客户端随时查看儿童的位置信息,帮助家长快速定位并找回儿童,降低儿童丢失的几率。     

不完备条件下GPS定位算法的研究

利用全球定位系统（GPS）能在观测到3颗GPS卫星时实现2D定位,实现3D定位则需要至少观测到4颗卫星。在卫星观测数目为2或1的不完备条件下,仅利用GPS已无法完成正常定位。文章提出了结合数字地图的不完备条件下GPS定位算法,实验证明,应用该算法在仅能观测到2颗GPS卫星时能完成满足一定精度要求的定位,在仅能观测到1颗GPS卫星时能给出有价值的信息,并且能够简化地图匹配的工作,从而可以作为车载定位系统的有力补充。     

基于RSSI自适应建模的加权反馈基站定位算法

针对基站定位中，终端接收的信号强度(RSSI)受多方面干扰，传统基站定位算法定位精度不高的问题，提出在最小二乘算法中引入加权与反馈的RSSI定位算法（RDOA）。旨在优化信号强度与传输距离的关系，大幅度提高基站定位精度。通过对基站信号在复杂环境下分布情况的研究,建立自适应信号强度分布模型，对定位信息进行加权与反馈,缩小误差带来的影响，综合得到定位结果。实验表明，所提出的方法相较于传统基站定位方法，在只增加少量复杂度的情况下，有更好的鲁棒性和更精确的定位结果。     

基于场景图划分的无人机影像定位算法

针对大规模长序列无人机（UAV）影像定位中存在的速度慢、误差漂移等问题,结合UAV影像的特点,提出了一种基于场景图划分的UAV影像定位算法。首先,利用全球定位系统（GPS）辅助信息缩小特征匹配的空间搜索范围,从而加速同名点的提取;之后结合视觉一致性和空间一致性来构建场景图,并利用归一化割（Ncut）对其进行划分;接着,对各组场景图进行增量重建;最后,利用光束法平差（BA）融合场景图从而计算出场景的三维模型。此外,在BA阶段,所提算法对代价函数进行扩充,即加入了GPS空间约束信息。在四个UAV影像数据集上的实验结果表明,与COLMAP等多种运动恢复结构（SFM）算法相比,所提算法的定位速度提升了50%,重投影误差减小了41%,定位误差控制在0.5m之内。此外,通过有无GPS辅助下的算法的实验对比,可以得知引入相对和绝对GPS约束的BA有效解决了误差漂移问题,避免了出现歧义性结果,并且极大地减小了定位误差。