多點(diǎn)定位系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)應(yīng)用,可以為空中交通服務(wù)提供更好的監(jiān)視數(shù)據(jù),保證航空運(yùn)輸?shù)陌踩１菊撐闹饕芯縏DOA(Time Difference of Arrival,到達(dá)時(shí)間差)與TSOA(Time Sum of Arrival,到達(dá)時(shí)間和)定位模型的模糊區(qū)及GDOP(Geometric dilution of precision,幾何精度因子)的分布規(guī)律,找出地面基站的最優(yōu)布站方式,并將其應(yīng)用到TDOA與TSOA組合定位模型,利用PSO(Particle Swarm Optimization,粒子群優(yōu)化)算法對(duì)組合定位模型進(jìn)行求解,最后對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行性能分析和評(píng)估。論文在TDOA與TSOA及其組合定位的定位原理的基礎(chǔ)上,先對(duì)TDOA定位用于平面定位的模糊區(qū)分布規(guī)律進(jìn)行分析總結(jié),再在將其擴(kuò)展到三維定位。接著對(duì)TSOA定位及組合定位的模糊區(qū)分布進(jìn)行研究。論文介紹了GDOP值及其計(jì)算,并對(duì)TDOA、TSOA及組合定位模型在四站經(jīng)典布局(矩形、菱形、倒三角形、星形)及多基站情況下GDOP分布圖進(jìn)行仿真,分析基站布局、基線長(zhǎng)度、基線夾角、基站數(shù)目與主站位置變化對(duì)GDOP分布的影響。結(jié)果表明,與其他基站布局相比,四基站采用星形布站時(shí),GDOP值分布更均勻,相同位置的GDOP值更小,其定位性能更好。增加基站數(shù)目,可以達(dá)到減小GDOP值的目的。對(duì)于TDOA與TSOA組合定位模型,本文采用基于粒子群的目標(biāo)定位算法進(jìn)行求解,分析定位精度。對(duì)因斯布魯克機(jī)場(chǎng)進(jìn)行仿真分析,證明組合定位的性能要優(yōu)于TDOA定位。
【學(xué)位單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V355.1
【部分圖文】：

到達(dá)時(shí)

(a) 三基站模糊區(qū) (b) 四站模糊區(qū)圖 2-2 TDOA 定位模糊區(qū)分布圖 2-2 (a)中，三個(gè)基站的坐標(biāo)分別為：BS1(7500,0)，BS2(0,7500)，BS3(-7500,0)；圖 2-2 (b)，增加了一個(gè)基站 BS4(0,-7500)。觀察圖 2-2 (a) 與 (b) 可以得到：基站定位的模糊區(qū)域主要分布于基線延長(zhǎng)線所夾區(qū)域內(nèi)；且模糊區(qū)的分布受基站布局的影響；增加基站數(shù)目，整個(gè)區(qū)域內(nèi)模糊區(qū)的總面積明顯減小，并且各個(gè)基站附近的模糊區(qū)面積變小。下面研究不同基站布局類型及基線長(zhǎng)度與基線夾角變化對(duì)模糊區(qū)分布的影響。表2-1 中為不同基站布局下的基站坐標(biāo)。如圖 2-3，分別展示了基站為矩形，菱形，倒三角形和星形分布時(shí)，定位模糊區(qū)的分布情況。表 2.1 不同基站布局的基站坐標(biāo)（單位：m）基站布局 BS1 BS2 BS3 BS4

(a) 倒三角形布站 (b) 星形布站圖 2-3 TDOA 定位四基站模糊區(qū)分布當(dāng)基站為星形布局時(shí)，保持基站位置不變，將主站和其中一個(gè)副站的位置進(jìn)行交換模糊區(qū)的分布未發(fā)生變化。通過(guò)其他仿真實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)其中一個(gè)基站位于由其他基站圍成的多邊形內(nèi)部時(shí)，交換主站與其中一個(gè)副站的位置，模糊區(qū)分布不變。對(duì)于星形布站，保持主站 BS1 和主站下方的基站 BS4 位置不變，改變另外兩個(gè)基站 BS2 與 BS3 的位置，同時(shí)保持基線長(zhǎng)度不變，以此來(lái)研究基線間夾角變化對(duì)模糊區(qū)分布的影響。各個(gè)基站位置見(jiàn)表 2-2，仿真結(jié)果如圖 2-4 所示。
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本文編號(hào)：2865001