基于UWB信號(hào)室內(nèi)定位系統(tǒng)性能優(yōu)化研究.pdf

1、近年來(lái)，高精度定位系統(tǒng)受到越來(lái)越多人們的關(guān)注，如物品追蹤，搜索救援，戰(zhàn)場(chǎng)士兵定位等。GPS定位系統(tǒng)是最常見的定位系統(tǒng)，但由于GPS信號(hào)不具有穿透能力，在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中精度受限，超寬信號(hào)有比較高的時(shí)域分辨率，極強(qiáng)的抗干擾能力，適合在復(fù)雜環(huán)境里的室內(nèi)定位。
　　本課題從室內(nèi)高精度定位的需求出發(fā)，設(shè)計(jì)出一種低成本低復(fù)雜度的超寬帶定位系統(tǒng)，并對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的室內(nèi)定位中會(huì)遇到的問(wèn)題進(jìn)行研究解決，具體研究?jī)?nèi)容包括如下幾個(gè)方面：
　　第一

2、，針對(duì)目前實(shí)現(xiàn)超寬帶定位系統(tǒng)精確同步困難，提出一種改進(jìn)的雙向測(cè)距協(xié)議避免同步問(wèn)題，采用基于能量檢測(cè)的TOA估計(jì)方式，可以在低成本低復(fù)雜度情況下實(shí)現(xiàn)較高的定位精度，并根據(jù)所采用的TOA算法設(shè)計(jì)出一種簡(jiǎn)易高效的錨節(jié)點(diǎn)識(shí)別機(jī)制，用不同的定位算法對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證所開發(fā)的低成本低復(fù)雜度的定位系統(tǒng)具有實(shí)用性。
　　第二，為提升系統(tǒng)在實(shí)際環(huán)境中的工作性能，研究低先驗(yàn)的非視距鑒別方法，非視距鑒別問(wèn)題是復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)精確定位的大障礙之一，在

3、復(fù)雜的多徑環(huán)境下，UWB信號(hào)的直達(dá)分量可能被誤檢，另外，信號(hào)穿過(guò)障礙物會(huì)帶來(lái)額外的時(shí)延，從而使TOA估計(jì)值帶來(lái)一個(gè)偏正的誤差，影響定位精度。因此對(duì)NLOS進(jìn)行鑒別和消除是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下可靠有效定位的必要條件，本文采用一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的方法對(duì)NLOS進(jìn)行鑒別，該方法特別適用于非理想統(tǒng)計(jì)模型，并用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)其效果進(jìn)行驗(yàn)證，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
　　第三，對(duì)協(xié)作定位技術(shù)的研究，通過(guò)協(xié)作定位技術(shù)可以不需要高密集的錨節(jié)點(diǎn)配置和高發(fā)射功率就可