基于多基站協(xié)同的跟蹤定位算法研究.pdf

1、近年來,隨著移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及無線電管理等技術(shù)的飛速發(fā)展,無線定位技術(shù)成為無線通信領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點(diǎn),在軍事、生產(chǎn)、生活各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。自 E-911(緊急救援)需求頒布以來,在政府的強(qiáng)制性要求和巨大的市場(chǎng)利益驅(qū)動(dòng)下,國(guó)內(nèi)外掀起了基于位置信息服務(wù)的熱潮,特別是基于3G網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端定位技術(shù)成為推動(dòng)位置信息服務(wù)的重要技術(shù)。
　　移動(dòng)終端無線定位技術(shù)研究主要分為兩方面,一是對(duì)固定信號(hào)發(fā)射源的定位;二是

2、對(duì)移動(dòng)信號(hào)發(fā)射源的跟蹤。目前現(xiàn)有的無線定位技術(shù)研究大都集中在定位精度與算法復(fù)雜度之間權(quán)衡取舍,并且無線定位技術(shù)與軌跡跟蹤相結(jié)合的研究工作非常少。由于實(shí)際無線通信環(huán)境非常復(fù)雜,單一的定位算法已不能滿足精確跟蹤定位的需求。多站協(xié)同、多算法融合,無線定位技術(shù)與軌跡跟蹤研究相結(jié)合已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)。因此,我們重點(diǎn)研究以移動(dòng)通信系統(tǒng)為對(duì)象,利用多基站協(xié)同,多算法融合獲取移動(dòng)臺(tái)位置信息的跟蹤定位算法。在該算法中,多個(gè)基站通過接收來自移動(dòng)臺(tái)的信號(hào),

3、提取信號(hào)中與移動(dòng)臺(tái)位置相關(guān)的信息,并將這些信息傳送到中心基站,中心基站利用基本定位算法配合多種數(shù)據(jù)融合算法實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)臺(tái)準(zhǔn)確的定位與跟蹤。
　　我們重點(diǎn)研究了基于到達(dá)時(shí)間差(Time Difference of Arrival,TDOA)定位算法實(shí)現(xiàn)固定信號(hào)發(fā)射源的定位和基于擴(kuò)展卡爾曼濾波(Extended Kalman Filter,EKF)算法實(shí)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)的跟蹤兩方面內(nèi)容。在 TDOA定位過程中,由多基站進(jìn)行協(xié)同定位,提出了利用以

4、接收信號(hào)強(qiáng)度(Received Signal Strength Indication,RSSI)為加權(quán)系數(shù)的加權(quán)數(shù)據(jù)融合算法修正由 TDOA算法獲得的多個(gè)位置估計(jì)值,從而獲得更優(yōu)位置估計(jì)的 TDOA/RSSI定位算法。在獲得了精度較高的初始位置估計(jì)值的基礎(chǔ)上提出了利用 EKF算法獲取多條跟蹤軌跡,并配合一定的距離門限值對(duì)軌跡以及軌跡中的點(diǎn)跡進(jìn)行匹配管理,通過一定的數(shù)據(jù)融合方法實(shí)現(xiàn)軌跡的平滑,獲取最優(yōu)跟蹤軌跡的EKF/G算法。仿真結(jié)果表明