基于改进海鸥优化算法的可见光室内定位研究

为提高室内定位精度,提出了一种基于黄金正弦与Sigmoid连续化海鸥优化算法(GSCSOA)的接收信号强度(Received Signal Strength Indication,RSSI)可见光室内定位技术。传统的海鸥优化算法(SOA)收敛速度慢、寻优精度低,在海鸥搜寻过程中引入Sigmoid函数使算法在后期快速收敛,在海鸥扑食过程中加入黄金正弦机制能提高算法的寻优能力。在6 m×6 m×3 m的房间顶板上按3×3的网格状布设9盏LED灯,经过实验表明:利用传统的RSSI定位估计算法得到的定位精度为1.28 m,改进的海鸥优化算法结合RSSI的定位算法得到的定位精度为7.17 cm。显然,改进后的室内定位算法精度更高,可应用于大部分的室内定位场所。     

基于改进粒子群算法的室内可见光定位研究

为了提高现行室内可见光定位系统的定位精度，提出考虑噪声干扰的动态惯性权重及认知因素的改进型粒子群算法。首先，将决定定位精度的欧式距离转换为目标函数最小值优化问题；其次，利用惯性权重动态赋值，增强粒子群算法初期的全局搜索能力和后期的局部搜索能力；然后，利用正弦函数使得个体认知因素值非线性地减小，利用余弦函数使得群体认知因素值线性地增加，以进一步提升定位精度；最后，通过仿真与实验测试对所提定位算法进行验证。仿真测试结果表明，在5 m×5 m×3 m和5 m×4 m×3 m两种定位模型中，在0,0.5,1.0和1.5 m四个高度平面的空间定位平均误差分别为0.65和0.54 cm;实验结果显示，在搭建的1 m×1 m×0.8 m和1 m×0.8 m×0.8 m室内空间中的平均定位误差分别为2.67和1.81 cm。     

无源测距定位系统设计中的GDOP分析

几何精度因子(GDOP)是衡量一个定位系统精度的重要标准之一.为分析三维空间中GDOP随几何位置关系的变化,构建了GDOP分析模型.对GDOP的解算算法和典型四基站三维无源定位系统的分析表明,测距精度最终导致的定位精度会随着用户处于不同的相对几何位置而产生明显波动和规律变化.在以球体作为几何参考体的情况下,GDOP在不同“经线”或“纬线”上会出现不同程度的波动或近似为常数；延径向向外GDOP不断增大；基站点处出现GDOP的间断点.这些分析结果可以作为用户选择基站或操作区域的基本判据,并可为无源测距定位系统基准站点的布设提供参考.基站周边应当设定适当的保护距离以保持用户的定位精度；用户应当尽可能在参考几何体内部运动；在系统设计中,应当充分考虑用户的活动区域等限制因素.     

PAS无线系统网络基站的布设

本文完整的概述了当前PAS无线系统基站站的布设,对基站的工作原理,基站类型及天线类型做了详细论述,并论述了基站的布设原则及优化的目的与方法.     

基站几何布局对定位误差的影响

针对目前无线网络定位精度不够高的缺点,文中利用误差分析的方法探讨了影响无线网络定位精度的有关因素.在不考虑非视距误差的情况下其定位误差主要取决于网络中各基站的几何分布.通过仿真显示,在不考虑非视距误差的情况下,基站几何布局对移动台的定位误差具有较大的影响.因此在多基站的环境下,文中给出一种定位基站选择算法,可以有效的提高定位精度.     

基于采用天牛须搜索算法优化神经网络的可见光室内定位方法

针对基于神经网络的可见光室内定位技术存在训练速度慢、泛化能力弱而导致定位精度不高的问题,提出采用天牛须搜索(BAS)算法优化神经网络的可见光定位方法,搭建了 0.8 m×0.8 m×0.8 m的实测模型.该方法使用BAS算法优化神经网络的连接权重矩阵,拟合了室内无线信道参数,实现室内定位.仿真与实验结果表明:该方法仿真...     

基于UKF优化多三角加权定位算法的UWB室内定位系统设计

为了减小基于超宽带(Ultra-Wideband, UWB)通信技术的室内定位中由非视距(Non-Line-of-Sight, NLOS)因素导致的误差，提出了一种多三角加权定位算法，并将该算法与无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter, UKF)结合，进一步提出多三角加权UKF定位算法。多三角加权定位算法使用4个基站，其中每3个基站分为一组，共4组排列组合。每组基站用三边定位算法算出标签的初始坐标，根据标签到4个基站的距离计算初始坐标的权值，并进行加权计算得到标签的坐标。以多三角加权定位算法的定位结果作为UKF的观测值，使用UKF对多三角加权算法的结果进行修正，提高定位精度，减小定位波动。对比三边定位算法、多三角加权定位算法和UKF优化的多三角加权定位进行仿真和实验。结果表明，提出的多三角加权UKF算法定位精度有较大提高。     

两种NLOS误差消除及TOA定位算法

在蜂窝网络定位中,由于NLOS环境造成的附加时延(NLOS误差)是导致定位精度下降的主要原因,本文将NLOS误差与系统测量误差合成的噪声分为均值部分和随机部分,利用卡尔曼滤波算法输出与噪声方差无关的特性,无需得到全部噪声方差的准确值,只利用系统测量噪声的方差,用卡尔曼滤波算法除随机部分,再根据噪声均值部分与移动台到基站距离的关系,提出了一种简单的最小二乘(LS)定位算法,或利用最优化方法进行定位;利用仿真实验得到滤波距离--误差先验信息,基于先验信息提出了第二种NLOS误差消除算法,再利用所提的最小二乘定位算法进行定位.仿真结果表明,本文提出的算法能够有效消除NLOS误差带来的影响,具有更高的定位精度与稳健性.     

外辐射源天地波雷达定位方法及精度分析

天地波组合传播模式高频外辐射源雷达受电离层和海洋表面环境、短波段电磁环境及收发配置等诸多因素的影响.针对该新体制外辐射源雷达的定位问题,研究了天地波组合传播模式下的目标定位模型,提出了一种基于直达波到达仰角的定位新方法,并分别从测量误差理论和几何精度因子(Geometric Dilution Of Precision,GDOP)两方面分析了定位精度与目标方位的关系.仿真结果表明,在简化定位模型的情况下,利用该方法的定位结果在一定区域内仍然具有较高的定位精度,根据研究结果有针对性地提供了改善定位精度的工程方案.     

基于像素距离加权的室内成像定位研究

针对室内成像定位技术受随机噪声的影响较大、定位误差较高的问题,提出了一种基于像素距离加权的室内成像定位技术。在室内屋顶布设多个红外LED,依靠成像传感器获得红外LED信标的像点,将成像点到成像传感器中心的像素距离作为加权因子引入室内成像定位算法中,可以有效地提高室内定位精度。并进行了仿真实验,实验选择4m×4m×3m的空间区域模拟室内环境,当布设的红外LED信标数量为3时,应用改进后的算法可以获得10cm以内的定位误差性能,并且误差波动不超过5cm。另外,随着布设信标数量的增加,定位误差继续减小。改进后的定位算法有效地提高了室内定位的精度以及成像定位算法的普适性。     

基于双频的室内基站定位方法

针对当前室内基站定位范围小、定位基站布设繁密的问题,提出一种基于双频的室内基站定位方法。从初始值敏感性和覆盖范围两方面出发,对二维、三维2种定位方式进行建模分析。分析结果表明,当高度设定在一定值时,可以有效减少定位对初始值的依赖,同时二维、三维的1m精度定位范围得到有效扩展。此外,结合仿真结果给出了二维、三维定位时的室内基站布设网络架构。     

蜂窝无线网中的写作定位算法研究

在蜂窝无线网络中,单基站定位是最简单易行的定位方法,其需要利用基站测量移动终端信号的到达时间(TOA,time of arrival)和到达角(AOA,Angle of Arrival)信息.但是非视距(NLOS,Non Line of Sight)误差是影响定位精度的主要原因,为了抑制NLOS对定位精度的影响,提出了一种利用移动终端和中继节点之间的协作信息来提高定位精度的算法.该算法通过处理基站测量的TOA/AOA信息,以及移动终端到中继节点的TOA信息,利用中继节点与MS间的协作信息对估计的位置进行修正.仿真分析结果表明,在单基站蜂窝网中,提出的算法不仅整体提高了系统定位性能,而且在MS距离基站比较远的情况下,提出的协作定位算法的定位精度比现有的算法有明显提高.     

码分多址定位中时延配对及非视距误差抑制

在利用码分多址(CDMA)蜂窝网信号对运动目标进行定位的过程中,存在各基站与时延参数不能准确配对及非视距(NLOS)误差严重影响定位性能的问题。针对时延参数配对问题,利用CDMA各基站导频序列与其他基站相差64个码片的整数倍这一特性,提出了一种基于移位配准的配对办法;针对非视距误差问题,提出了一种基于假定非视距基站的方差函数,并以此作为权值,利用加权平均的办法实现对目标的定位。仿真分析表明:所提出的方案可以有效地实现各基站与时延的配对,并减小非视距误差的影响。另外,当根据所提方差函数检测出的非视距基站数量较少时,结合Taylor级数展开算法,可以进一步提高对目标的定位精度。     

一种精准定位VoLTE空口质量问题的方法与应用

VoLTE语音质量优化是当前优化工作的重点内容，但分析优化手段相对较为欠缺，问题定位精度也较低，无法满足当前优化工作所需。通过对“基站拟合MOS评分”和VoLTE用户“呼叫记录”两项新技术的研究和应用，探索发现了一种新的语音质量问题的定位分析方法。该方法以“基站拟合MOS评分”为问题发现手段，以呼叫记录为问题定位基础，同时结合MR、话统、基站工程参数、基站性能参数、告警和操作记录等数据，通过多维数据分析，实现了语音质量准通话级的问题定位，定位全面性、实时性和精准度相对传统优化手段都有较大的提升。     

基于北斗卫星导航系统的差分定位技术性能分析

针对目前高精度定位的应用需求，本文分析了卫星导航系统的差分定位技术，重点研究了差分技术原理，并在此基础上建立了伪距差分和载波相位差分的模型，搭建了动态跑车试验平台，在动态环境下对不同定位模式的定位精度进行了分析。试验结果表明，伪距差分定位精度优于 2m( 2σ )，载波相位差分定位精度优于 0.04m( 2σ)，载波相位差分技术可满足高精度定位的需求，具有很大的工程应用价值。     

一种基于RSSI指纹和DOA信息的单基站定位方法

无人集群系统技术是未来无人机技术的发展趋势。在复杂未知的背景环境中，由于电磁、物理屏障等不可控干扰因素，导航系统易出现因卫星信号拒止而无法准确提供导航信息的情况。本文利用无人集群系统多机编队的特点，提出一种基于目标间信号到达方位(DOA)和接收信号强度(RSSI)指纹信息(Fingerprints)的协作定位方法，仅利用单个基站即可实现对移动目标节点的位置定位。实验结果表明，对突然丧失定位能力的节点，本文方法能够实现盲节点的再定位功能，在约 80m×80m 的运动区域内达到约 1.5m 的定位精度。该方法定位误差不随时间积累，具有良好的定位性能。     

两次一维维纳滤波信道估计的一种噪声方差优化方法

 本文提出了一种基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统的两次一维(2×1-D)维纳滤波信道估计的噪声方差优化方法.对于2×1-D维纳滤波信道估计,维纳滤波将先后应用于频域维和时域维,而两次滤波时的噪声方差实际是不相同的,但现有的2×1-D维纳滤波信道估计方法没有考虑噪声的变化.本文首先分析出了第一次滤波后残余的噪声方差,并将其优化的结果应用于第二次滤波中,然后根据不同的优化准则对信道估计性能进行了评估.仿真结果表明,同未对噪声方差优化的信道估计方法相比,本方法具有更优的性能,且非常接近两维维纳(2-D)滤波方法.     

基于反向学习策略的自适应花授粉接收信号强度指示室内可见光定位

为提高大型室内场所的定位精度,提出一种基于改进自适应花授粉算法的接收信号强度指示(RSSI)可见光定位方案。利用固定在屋顶呈网格型排布的LED发送位置信息,接收端采用基于反向学习策略和自适应花授粉算法的RSSI定位方法实现精确定位。传统花授粉算法具有易陷入局部最优、缺乏变异机制等缺点,利用反向学习策略可使初始种群分布更加均匀,通过提高种群多样性可使算法跳出局部最优;采用有利于全局广泛搜索的自适应移动因子提高收敛速度。在100 m×100 m×100 m大型室内场所的一层100 m×100 m×10 m的空间中,考虑热噪声和散射噪声干扰的情况,经过多次仿真可得,相比于传统定位算法,随机灯排布下采用改进花授粉的RSSI算法的定位误差小于±1 cm;采用网格型灯排布结合改进定位算法的室内可见光定位系统时,定位精度得到明显提升,定位时间大幅缩短。该方案具有定位精度更高、计算速度更快、工作稳定等优点。     

基于多向次序关联的AOA量测数据关联

利用到达角(Angel Of Arrival,AOA)进行目标定位是被动监测领域广泛采用的技术之一.然而,在多基站多目标环境中,通常难以直接获得AOA量测数据间的关联关系,因此需要在目标定位前进行有效的量测数据关联.本文针对AOA量测数据的关联问题,提出了一种基于多向次序关联的AOA量测数据关联方法.该方法首先构建了一种用于描述数据间关联程度的代价函数,并利用雅克比方法估计误差分量的方差.其次结合分配算法和寻优思想,分别计算局部关联方向和基站的关联次序,最终得到关联结果.实验验证了本文方法对密集目标和随机目标量测数据关联的有效性.     

128×128短波/中波双色红外焦平面探测器

首次在国内报道了128×128面阵短波/中波(SW/MW)双色碲镉汞(HgCdTe)红外焦平面探测器(infraredfocal plane arrays,IRFPAs)的研究成果.基于由采用分子束外延(MBE)和原位掺杂技术生长的p-p-P-N型碲镉汞(Hg1-xCdxTe)多层异质结材料,通过B+注入、台面腐蚀、台面侧向钝化和爬坡金属化,以及双色探测芯片与读出电路(Readout Integrated Circuit,ROIC)混成互连等工艺,得到了128×128面阵双色焦平面探测器.通过湿化学腐蚀方法的优化,将光敏元尺寸为(50×50)μm2的双色微台面探测器的占空比提高了一倍.该面阵双色红外焦平面探测器具有较好的均匀性和正常的光电特性.在液氮温度下,二个波段的光电二极管截止波长λc分别为2.7μm和4.9μm,对应的峰值探测率Dλ*p分别为1.42×1011cmHz1/2/W和2.15×1011cmHz1/2/W.