基于波形边缘检测的Wi-Fi室内定位信号TOA估计

为了实现室内目标的精准定位,研究基于Wi-Fi设备的信号到达时间(TOA)参数具有重要意义。常用TOA估计方法主要存在估计偏差、算法复杂以及不具有普适性等问题。针对现有方法的缺陷,提出了一种新的TOA估计方法。该方法对Wi-Fi信号波形进行采样,采用空-频-时三维搜索算法,计算某一子载波间隔一个采样周期的相邻区间分别对应的信道状态信息的相位差,通过相位差判断计算信道状态信息值的信号处理区间是否进入波形边缘,得到TOA的估计值。数值仿真结果表明：在信噪比SNR超过25 dB时,本文方法获得亚米级精度的概率超过58%;随着Wi-Fi信号带宽的扩展,本文方法能够显著提升室内定位性能。本文方法克服了传统方法的缺陷,为信号到达时间估计提供了一条新的思路。     

面向5G NR的动态拓扑高精度载波相位定位方法

为了在动态拓扑环境下实现高精度的定位,提出了一种适用于第5代移动通信新空口技术(5G NR)的载波相位定位方法。在动态拓扑环境中,接入点与终端的相对移动难以保证合理的几何布局,因此提出了一种基于几何精度因子的节点优选方法。考虑到动态拓扑的情况,建立了载波相位时域差分方程,以高精度估计位置的变化,并与到达时间差算法相结合,得到初步的位置估计。将这个初步估计作为泰勒展开的起点,使多个时刻上的方程组线性化,最终得出整周模糊度的解。仿真结果表明,基于节点优选的载波相位定位方法可在动态拓扑环境中实现高精度的整周模糊度解算和厘米级的定位精度。     

双GPS定位定向系统

针对GPS载波相位测量相对定位可以达到毫米级精度,利用GPS载波相位测量方向可以达到较高精度的情况,在阐述了载波相位双差测量方向的原理、坐标系变换和应用最小二乘法解算基线矢量的基础上,讨论了快速解算整周模糊度的算法.测试表明,该算法达到了设计指标.     

载波相位的周跳对定位结果的影响分析

以GPS三差模型为基本参数模型探讨周跳对基线向量的影响,推导三差观测模型,用数据进行分析计算,结果表明:1周的周跳对基线向量的影响x方向为0.025 m,y方向为0.075 m,z方向为0.08 m.     

GPS高精度载波相位测量动态定位方法在航天技术中的应用研究

研究了ＧＰＳ高精度载波相位测量，及在航空动态定位中应用的理论、方法和技术。通过进行ＧＰＳ地面实验，海上校飞试验和码头精度校飞试验，解决了几项主要技术难题；精确地解算出每一观测时刻动态目标的三维坐标，应用“闭合图形检验法”，准确地估算了定位精度，试验精度达到水平０．１０ｍ，垂直０．１５ｍ，讨论了高精度ＧＰＳ动态定位在航天技术中应用的几个主要技术问题。     

BDS/GPS载波相位差分定位测试与精度分析

我国北斗卫星导航系统(BDS)已经全面建成并向全球提供公开服务,不过单系统定位受区域信号及卫星数量影响,存在整周模糊度固定速度慢与定位精度不稳定等问题,针对这一情况,提出了基于BDS/GPS组合系统定位方式,增加观测卫星数量,提升模糊度固定效率与定位精度。通过实测数据,对BDS、GPS单系统以及BDS/GPS组合系统的定位精度与模糊度固定效率进行对比分析,结果表明,BDS、GPS单系统以及GPS/BDS组合系统定位精度均能达到cm级,不过BDS/GPS组合系统与BDS单系统相对比,能够显著提升定位结果精度以及模糊度固定成功率,短基线水平方向提升效果最大约50%,垂直方向上的精度提升效果最大约40%,长基线垂直方向精度提升效果约26%,组合定位结果优势明显。     

应用室内结构布局提高Wi-Fi定位精度和稳定性

采用基于历史的Wi-Fi指纹定位算法,根据若干个时间上连续的Wi-Fi信号指纹进行移动设备的室内定位。提出将室内结构和布局通过无向连通图进行建模,并将其应用到基于历史的Wi-Fi指纹定位算法中。实验结果表明,该方法能够明显削弱信号不稳定造成的影响,有效地提高室内定位的精度和稳定性,同时减少错误的房间和楼层估计。针对多楼层情况,提出了一个针对多楼层的处理算法,进一步提高了楼层的正确估计率。     

TC-QAM系统中的载波相位恢复方法

针对Trellis Coded QAM（TC-QAM）解调系统中载波相位恢复难、收敛速度慢等问题,提出一种全数字方式实现的载波相位恢复方法。综合应用自动频率控制（AFC）、自动增益控制（AGC）、相位/幅度跟踪、相位模糊检测等算法,在没有任何训练序列的情况下,能准确地恢复调制信号载波相位。软件仿真结果表明,该方法能快速恢复和跟踪载波相位,即使在较低的信噪比情况下,解调系统也能正常工作。     

基于可见光通信的室内定位方法

可见光通信是利用白光LED（lighting emitting diode）固态光源在照明同时实现通信的新型绿色通信技术,基于可见光通信的新型室内定位方法具有室内传统无线定位方法难以替代的优势.文章介绍了基于可见光通信的室内定位方法研究现状,归纳总结了基于LED标签、接收光信号强度检测以及图像传感器成像3类可见光定位方法,详细分析了3种方法的基本原理,并对可见光定位方法的研究趋势进行了阐述.     

基于载波相位的运动平台区域定位增强技术

为了给局部区域内的高速物体提供高精度的定位,基于网络自校准算法提出新型的区域定位增强技术的方案.该方案利用载波相位和距离变化率之间的关系,通过载波相位变化来描述飞行器轨迹并推导出数学模型及其矩阵表示,结合扩展卡尔曼滤波来求解飞行器的运动轨迹.对于整个方案不需要依赖卫星信号,在隧道等卫星信号遮蔽区域发挥该方案独特的优势.实验设计和仿真结果证实了该方法的可行性和正确性.当飞行速度达到4.2km/s,距离在60km之内时,精度可以达到dm级别甚至更低.     

一种求解GPS整周模糊度的新方法

介绍了一种基于粒子滤波的求解GPS载波相位测量整周模糊度的新方法,论述了其实用原理及求解整周模糊度的具体过程;将2003-12-01约10 km基线上所采集的GPS载波相位测量数据进行实际验算,基线向量误差均在5 cm以内.表明该方法求解GPS载波相位测量整周模糊度正确、有效.     

基于INS定位和WIFI指纹定位技术的无人机室内定位方法研究

针对无人机室内定位问题,提出了一种基于惯性导航系统（INS）和WIFI指纹定位技术的四旋翼无人机的室内定位方法。该方法首先利用WIFI模块测量的信号接收强度信息,根据WIFI指纹定位原理求出该定位时刻下的无人机位置;同时,利用惯性传感器信息计算出INS定位下的无人机位置,结合两种定位结果得出更为精确的位置。最后,通过实验验证了INS定位和WIFI指纹定位相结合的无人机室内定位方法的有效性,且该方法较两种单独定位方法的定位精度更高。     

基于相位差的声源定位算法研究及实现

针对目前安防监控系统监控效率低、盲目性大的问题,设计了一种基于相位差（differenceofphase,DOP）的声源定位系统,介绍了系统的组成原理、软硬件电路设计与实现,提出了一种基于DOP的定位算法。该系统以DSP芯片TMS320F28335为核心,以麦克风为声音传感器,以云台为控制对象,实现了一种高效、低成本的嵌入式声源定位系统。实验结果表明,该系统反应快、定位准、可靠性高。     

An Indoor Localization Approach Based on Fingerprint and Time-Difference of Arrival Fusion

In this paper, an effective target locating approach based on the fingerprint fusion positioning (FFP) method is proposed which integrates the time-difference of arrival (TDOA) and the received signal strength according to the statistical variance of target position in the stationary 3D scenarios. The FFP method fuses the pedestrian dead reckoning (PDR) estimation to solve the moving target localization problem. We also introduce auxiliary parameters to estimate the target motion state. Subsequently, we can locate the static pedestrians and track the the moving target. For the case study, eight access stationary points are placed on a bookshelf and hypermarket; one target node is moving inside hypermarkets in 2D and 3D scenarios or stationary on the bookshelf. We compare the performance of our proposed method with existing localization algorithms such as k-nearest neighbor, weighted k-nearest neighbor, pure TDOA and fingerprinting combining Bayesian frameworks including the extended Kalman filter, unscented Kalman filter and particle filter (PF). The proposed approach outperforms obviously the counterpart methodologies in terms of the root mean square error and the cumulative distribution function of localization errors, especially in the 3D scenarios. Simulation results corroborate the effectiveness of our proposed approach.     

一种基于双波段的相位差解模糊处理方法

针对比相测角过程中的相位差模糊问题,给出了一种基于双波段(如L/C)的联合解模糊的处理方法,分析了得到正确实际相位差值的条件和范围.该方法采用双波束比相法测角,利用2个波段工作条件下的模糊数估计值之间的内在联系,通过一维搜索实现了相位差模糊的解算.仿真结果验证了该方法的可行性.     

室内智能移动机器人ZigBee无线网络定位技术

针对目前室内机器人定位方法不能同时满足定位精度、定位范围和复杂环境条件下定位的情况,提出了一种利用ZigBee无线网络、基于接收到信号强度测距的定位方法。研究通过搭建一个ZigBee无线网络室内定位系统,实时提供机器人的位置坐标,为机器人实现路径规划提供保障。通过实验对定位系统中的各项参数进行标定,并分析了影响定位精度的因素。实验结果表明,ZigBee无线网络定位系统在室内复杂环境下可实现定位,在无障碍物的条件下精度可达到0.25 m,可以满足室内机器人的定位精度要求,定位范围可根据实际需求进行扩展。     

基于声音位置指纹的室内声源定位方法

针对基于模型的声源定位方法在非结构化空间中应用所存在的模型依赖度高、定位精度低等问题,提出一种基于声音位置指纹的定位方法,通过将待定位点处的声源信号空间位置特征与定位数据库中信息进行比较从而完成声源定位.该定位方法包括2个阶段:离线采样阶段,捕获各定位参考点处声源信号并完成位置特征提取,据此特征和参考点位置信息构建定位数据库;在线定位阶段,通过提取待定位点处实时信号特征并和定位数据库中信息进行匹配完成定位.仿真实验结果表明:在麦克风数量较少、环境噪声干扰较大的情况下,该方法具有较小的声源位置估计偏差,定位效果可满足实际应用需求.     

基于FFT和卡尔曼滤波器的载波同步方法的研究

以QPSK信号为基础,提出一种新的全数字开环载波恢复方法.该方法用快速傅立叶变化(FFT)搜索峰值估计频偏,用卡尔曼滤波器追踪相位.其优点是复杂度低,在硬件上易于实现.仿真结果显示该方法对大频偏和低信噪比信号载波同步的实现有良好的性能.