基于船載移動(dòng)基站的海上手機(jī)定位技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍越來越廣闊，手機(jī)作為日常通信工具已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于海上運(yùn)輸和生產(chǎn)生活當(dāng)中，為進(jìn)一步提高手機(jī)在海上的應(yīng)用范圍，我國(guó)交通運(yùn)輸部提出通過船載基站實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信信號(hào)在海面的覆蓋，并且和信息產(chǎn)業(yè)部聯(lián)合發(fā)布公告，要求各地海事救撈部門充分發(fā)揮現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的定位功能，建立以人命財(cái)產(chǎn)救助為目的的海上搜救聯(lián)動(dòng)機(jī)制。因此，海上手機(jī)定位技術(shù)的研究對(duì)于保障海上人命財(cái)產(chǎn)安全和海上搜救具有重要意義。
　　 本文首先詳細(xì)介紹了現(xiàn)有的

2、無線定位方法和經(jīng)典的TDOA定位算法，并在高斯噪聲環(huán)境下和COST259信道環(huán)境下對(duì)Fang算法、Chan算法和Taylor級(jí)數(shù)展開法進(jìn)行了仿真和性能對(duì)比，結(jié)果表明在高斯噪聲環(huán)境中，Chan算法具有最優(yōu)的性能，能夠有效的消除高斯噪聲對(duì)定位性能的影響，但Chan算法受NLOS傳播影響最為嚴(yán)重，在COST259信道環(huán)境中，理想狀態(tài)下的Taylor級(jí)數(shù)展開法優(yōu)于Chan算法，在海上環(huán)境中，因?yàn)镹LOS影響不明顯，Taylor算法的性能略優(yōu)于C

3、han算法。對(duì)經(jīng)典算法的研究對(duì)于選擇適合海上手機(jī)定位的算法具有指導(dǎo)性的作用。
　　 然后針對(duì)船載基站具有測(cè)向功能和移動(dòng)性的特點(diǎn)，在現(xiàn)有算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合最常用的單船搜救模型，提出通過多次采樣收集海上目標(biāo)手機(jī)的TOA和AOA信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)手機(jī)的TOA/AOA單站定位，在采樣次數(shù)足夠多和不考慮目標(biāo)手機(jī)移動(dòng)的情況下，能夠得到較高的精度，同時(shí)，對(duì)于可能用到的單船多基站組合定位，通過在Chan算法和Taylor級(jí)數(shù)展開法的基礎(chǔ)上加入AO

4、A測(cè)向信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)手機(jī)的多基站混合定位，并提出通過基于Chan的TDOA/AOA定位技術(shù)和TOA/AOA定位技術(shù)為Taylor級(jí)數(shù)展開法提供目標(biāo)手機(jī)的初始位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)手機(jī)的定位，仿真結(jié)果表明，該算法具有較好的定位性能。
　　 文章最后對(duì)基于船載基站的手機(jī)定位系統(tǒng)提出了初步的設(shè)想，建議通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)船載基站與陸地移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接，利用基于電子海圖的應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)搜救船舶和目標(biāo)手機(jī)的可視化顯示，從而將本文所涉及的手機(jī)定