基于二维网格融合特征参数的室内匹配定位算法

针对接收信号强度值(RSSI)的时变特性降低定位精度的问题,提出了一种基于二维网格特征参数融合的室内匹配定位算法。该算法融合RSSI和信号到达时间差(TDOA)构建网格特征参数模型,基于二维网格快速搜索策略降低匹配定位的计算量,采用网格特征向量的归一化欧氏距离进行最优网格匹配定位,最终由匹配网格的参考节点计算终端的精确位置。定位仿真实验中,该算法在3m网格粒度下的定位均方根误差为1.079m,平均定位误差小于1.865m;3m定位精度下的概率达到94.7%,相对于传统单一RSSI模型法提高了19.6%。所提算法能够有效提高室内定位精度,同时减少搜索数据量,降低匹配定位的计算复杂度。     

煤矿井下人员融合定位方法

针对飞行时间(TOF)测距定位方法定位盲区多、易受非视距干扰、定位精度有限,捷联惯性导航定位方法长时间累计误差的问题,提出了一种基于TOF测距定位和捷联惯性导航定位的煤矿井下人员融合定位方法。该方法分区域定位:当定位终端位于定位基站近距离无线通信覆盖范围内时,采用TOF测距定位方式,通过近距离无线通信方式将定位数据发送至附近的定位基站;当定位终端位于定位基站近距离无线通信覆盖范围之外时,采用捷联惯性导航定位方式,并利用卡尔曼滤波算法对定位数据进行修正,通过远距离无线通信方式将定位数据发送至附近的定位基站;当定位终端位于定位基站远距离无线通信覆盖范围之外时,定位终端对定位数据进行本地存储,当定位终端移动到定位基站无线通信覆盖范围内时,将存储的定位数据发送给定位基站。定位基站将定位数据传输至地面监控中心,获得人员轨迹和位置坐标。实验结果验证了该方法的有效性。     

基于信号衰减和孤立点检测的移动定位算法

提出一种基于信号衰减的GSM移动定位算法,该算法从移动台上行信令中提取相关网络信号衰减参数,通过改进的无线信道数学模型计算出移动台与附近基站的距离,通过孤立点检测算法降低偶然误差,给出移动台的估计位置。实验表明,该算法有效提高定位精度,且对现有网络和移动台无任何要求,实用性强。     

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UWB与激光测距的综采工作面定位系统

传统的无线定位技术精度低,UWB定位技术可实现厘米级高精度定位,满足综采工作面定位系统的精确度要求,但现有研究忽略了安装在液压支架上的基站位置变化对定位效果的影响。针对上述问题,将激光测距技术应用到矿山环境中,设计了一种基于UWB与激光测距的综采工作面定位系统。定位基站安装在液压支架上,液压支架位置变动,基站位置随之变动,采用矿用本安型激光测距传感器测量定位基站之间的距离。定位基站外接天线,发射固定功率的UWB无线信号,与佩戴在人员身上或安装在设备上的定位标志卡通信,通过飞行时间测距方法确定移动目标的位置信息。定位基站通过矿井环网将位置信息数据上传至地面数据中心。在高河煤矿E2308工作面进行了系统测试,结果表明:该系统定位精度达0.193m,定位精度较高,系统基站位置校准精度在0.011m左右,有效解决了基站位置校准问题。     

基于MIMO的单基站混合定位算法研究

传统定位算法实现时往往需要3个以上的基站,且定位精度易受非视距信号的影响。针对上述问题,提出一种基于MIMO的单基站混合定位算法,利用信号路径参数以及基站、移动台、散射体之间的位置几何关系将定位问题转化成非线性约束优化问题,并使用改进的粒子群算法对其求解得到目标估计位置。计算机仿真表明,该算法在非视距环境下具有良好的定位精度和定位稳定性。     

基于贝叶斯概率优化的Wi-Fi室内定位算法

Wi-Fi指纹匹配定位算法具有简单、快捷、方便、经济、易普及等诸多优点,但对位置指纹的匹配精度较低。对此,提出一种贝叶斯与加权K近邻算法相结合的贝叶斯概率优化算法,应用于Wi-Fi指纹匹配定位,在提高传统加权K近邻算法精度的同时,减少了贝叶斯概率匹配算法的平均运行时间。实验结果显示,该算法可以将1 m内的定位精度从原先的57%提升至73%,平均定位精度提高约21.49%,定位稳定性也有所加强。     

基于余弦相似度的加权K近邻室内定位算法

基于位置指纹的室内定位系统能够实现较高精度的定位,其中KNN(K-nearest neighbor)和余弦相似度定位算法原理简单且易于实现。但每种算法仅从单一限制条件进行匹配,导致定位精度不高。针对此问题,提出基于余弦相似度的加权KNN算法,并通过实验测试算法的定位性能。实测结果表明,该算法的定位精度高于传统定位算法。当AP数量为5时,平均误差为1.67 m。定位精度优于1 m的置信概率为42%,优于2 m的置信概率为88%,最大定位误差为4.3 m。     

基于隐马尔可夫模型的移动终端定位算法

移动互联网技术的快速发展,对移动终端定位方法提出了新的要求.针对传统方法在功耗、精度、通用性方面往往不能兼顾的问题,在充分挖掘个人行为习惯的基础上,提出了一种基于隐马尔可夫模型的定位算法.该算法根据地图信息对基站覆盖区域进行路段划分,通过记录个人的行走轨迹,利用其统计规律来辅助建立GSM信号的隐马尔可夫模型,通过测量基站的信号强度序列,完成对当前位置给出较为精确的估计.实验结果表明该算法在保证低功耗的同时有效提高了定位精度.     

基于LoRa指纹的室内定位算法

在基于LoRa的室内定位研究中,提出一种基于LoRa指纹和支持向量回归(SVR)的室内定位算法。针对传统基于无线信号RSSI指纹和SVR室内定位算法定位精度不高问题,从两个方面进行改进:在指纹特征方面,增加LoRa测距指纹,提高指纹稳定性;在指纹数据库建立和在线定位过程中,分别采用高斯滤波和中位数滤波来对指纹进行预处理,消除指纹的粗大误差。实验结果显示:1 m以内的定位误差的累积概率为78.5%,3 m以内的定位误差的累积概率为90%。增加LoRa测距指纹之后定位精度相比之前提高了40%;增加了高斯滤波与中位数滤波预处理后定位精度较传统的支持向量回归算法提高了38%。两个方面改进之后定位精度总体提高63%,证明了该算法的两个改进是有效的。     

蓝牙组网辅助GSM邻区信号指纹定位方法

为提高GS网络中移动台定位的精度,将GSM网络覆盖区进行空间量化,并根据实时采集和解析测量报告(MR)信令帧,运用MR帧结构中包含的6个邻区接收电平值作为信号指纹向量信息,建立信号指纹数据库,计算出基站到移动台间的路径损耗和相对距离,从而实现对移动台的定位算法.再通过蓝牙无线组网时所建立的多MR联合判决门限,可以消除由于多径衰落和多普勒频移等时变因素所产生的定位误差,从而实现高精度实时处理的场强定位方法.通过与传统定位方法的比较实验可见,该方法提高了定位的精度和准确性,从而能够满足在异构网络环境下精确服务的需要.     

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LoRa技术融合RSSI和TOA的户外定位方法

LoRa（Long Range）定位为当今户外定位提供了一种低成本、低功耗的解决方案。为了提高定位的准确性,提出一种基于LoRa技术融合接收信号强度指示 (RSSI) 和信号到达时间 (TOA)的户外定位方法。通过TOA筛选有效的RSSI信息和计算RSSI的统计平均值,基于预先测量样本的方式,构建了一种类高斯分布的每个定位基站对应测距模型,获取待定位设备距离基站的距离和定位基站的位置坐标映射后,通过加权质心定位算法,得到待定位设备的位置坐标。搭建基于SX1280的验证平台,对该方法进行验证。理论分析和实验结果表明,融合RSSI和TOA的定位方法能够有效筛选数据,对比改进前的定位方法定位误差减小了20%,稳定性较高。所提出的LoRa定位算法计算覆盖范围较广,理论上可以覆盖到超过1 km的范围,实验场地最长半径达到了500 m,算法复杂度较小,实时性较好,易于实现,可用于室外定位。     

基于信令分析的伪基站侦测与追踪系统

伪基站是通过仿真移动通信无线基站,采用大功率的无线信号发射器,强迫用户手机在仿真基站上进行登记,并强行推送商业广告短信,甚至诈骗短信,给手机用户带来骚扰和损失.“伪基站侦测与追踪系统”是对海量信令数据进行深入挖掘,并且结合无线覆盖模型、GIS等技术实现对伪基站跟踪、定位的系统.     

基于改进双向测距到达时间差定位算法的超宽带定位系统

针对传统无线定位技术在室内定位精度不高的问题,设计实现了一种基于超宽带（UWB）技术的室内定位系统。首先,提出了定位服务器与移动端APP实时交互的系统结构,解决室内移动人员自主定位与导航的问题。其次,在双向测距（TWR）算法中增加一条无线电信息以减小时钟偏移引起的测距误差,从而提高算法性能。最后,将通过到达时间差（TDOA）定位算法得到的双曲面方程组进行线性化处理后结合Jacobi迭代法完成求解,避免了使用标准TDOA定位算法难以直接解算的情况。经测试,该系统在楼道房间等场景中能稳定工作且定位误差控制在30 cm以内,相比基于WiFi、蓝牙等技术的定位系统在定位精度上提高了10倍左右,能够满足在复杂室内环境中的精确移动定位需求。     

一种分布式无线传感器网络节点定位算法

基于接收信号强度(RSSl)的无线传感器网络节点定位算法由于无需额外测距硬件的支持而受到广泛的应用.但无线信号传输受到环境的影响,使得基于RSSI的定位算法存在较大的定位误差.针对上述不足提出了一种基于概率的无线传感器网络节点定位方法.首先根据信标节点发送信号强度与未知节点接收信号强度差来计算未知节点到其一跳范围内所有信标节点的估计距离,然后根据这些估计距离,通过计算未知节点在某个位置概率密度函数的最大值来确定未知节点自身的位置坐标.通过仿真表明,该方法在较低的信标节点密度和节点通信半径条件下,具有较高的节点定位精度和定位覆盖率.