本文關(guān)鍵詞：基于建筑結(jié)構(gòu)的NLOS定位誤差消除算法

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【摘要】：非視距誤差是影響定位系統(tǒng)精度的主要原因,尤其是在室內(nèi)定位系統(tǒng)中,由于建筑物的建筑結(jié)構(gòu)會(huì)造成信號(hào)的非視距傳播,使得接收端得到的信號(hào)測(cè)量值存在NLOS誤差,最終導(dǎo)致定位結(jié)果與真實(shí)坐標(biāo)之間存在較大偏差。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的NLOS誤差消除方法和定位系統(tǒng)了解學(xué)習(xí)之后,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有NLOS誤差消除算法均在確定信號(hào)存在NLOS誤差后,利用統(tǒng)計(jì)特性估計(jì)NLOS誤差造成的具體偏差值,在密集的NLOS誤差情況下,很難準(zhǔn)確得到NLOS誤差的具體大小,導(dǎo)致現(xiàn)有的室內(nèi)定位系統(tǒng)易受室內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)的影響,信號(hào)穿墻后室內(nèi)定位系統(tǒng)的精度急劇下降。因此,需要研究一種能夠應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境,且能準(zhǔn)確計(jì)算出建筑結(jié)構(gòu)造成的NLOS誤差大小的算法,然后準(zhǔn)確的消除掉NLOS誤差,來(lái)提高室內(nèi)定位的精度。本文首先對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模,構(gòu)造了一種結(jié)構(gòu)矩陣用于表示不同建筑結(jié)構(gòu)類型的墻體;接著分析了建筑結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)傳播的影響,對(duì)信號(hào)的TOA和RSSI測(cè)量值建立了一種基于建筑結(jié)構(gòu)的誤差模型。然后利用建筑結(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和誤差模型,提出了一種基于建筑結(jié)構(gòu)的NLOS誤差消除算法。該算法結(jié)合現(xiàn)有的定位算法及其性能確定誤差范圍,利用能量損耗模型和誤差范圍分割方法,準(zhǔn)確估計(jì)出TOA信號(hào)的NLOS誤差大小,然后將修正TOA測(cè)量值回代到定位算法中,對(duì)定位坐標(biāo)求精。最后,利用MATLAB軟件對(duì)本文提出的基于建筑結(jié)構(gòu)的誤差模型和基于建筑結(jié)構(gòu)的NLOS誤差消除算法進(jìn)行驗(yàn)證分析。與其它誤差模型相比,在基于建筑結(jié)構(gòu)的誤差模型下利用GTRS定位算法得到的坐標(biāo)精度更高;再對(duì)各模型利用本文提出基于建筑結(jié)構(gòu)的NLOS誤差消除算法后,定位精度均有改善,基于建筑結(jié)構(gòu)誤差模型的定位精度提高了47.94%,傳統(tǒng)高斯模型和對(duì)數(shù)正態(tài)模型的精度分別提高了20.5%和25.84%。該算法在定位精度上有明顯的提高,具有一定的實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：非視距誤差 NLOS 建筑結(jié)構(gòu) 室內(nèi)定位 誤差模型
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 研究背景和意義9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 室內(nèi)定位技術(shù)研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 NLOS誤差消除方法研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)12-13
• 1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排13-14
• 第2章 無(wú)線定位原理及誤差消除方法14-23
• 2.1 常用的測(cè)距方法14-16
• 2.2 典型的基于測(cè)距的定位算法16-19
• 2.3 基于TOA測(cè)距的定位誤差來(lái)源及消除方法19-22
• 2.3.1 NLOS正偏誤差產(chǎn)生原因19-20
• 2.3.2 檢測(cè)誤差產(chǎn)生原因20-21
• 2.3.3 NLOS誤差消除方法21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 基于建筑結(jié)構(gòu)的NLOS定位問(wèn)題建模23-33
• 3.1 建筑結(jié)構(gòu)概述23
• 3.2 建筑結(jié)構(gòu)建模23-27
• 3.2.1 建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)的表示24-25
• 3.2.2 墻體建模25-27
• 3.3 建筑結(jié)構(gòu)損耗模型27-32
• 3.3.1 基于建筑結(jié)構(gòu)的測(cè)距誤差模型27-30
• 3.3.2 基于建筑結(jié)構(gòu)的能量衰減模型30-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第4章 基于建筑結(jié)構(gòu)的NLOS定位誤差消除算法設(shè)計(jì)33-53
• 4.1 基站布設(shè)33-34
• 4.2 基于建筑結(jié)構(gòu)的NLOS誤差消除算法34-43
• 4.2.1 確定初始坐標(biāo)和誤差范圍34-37
• 4.2.2 切割誤差范圍37-40
• 4.2.3 確定NLOS誤差40-42
• 4.2.4 定位坐標(biāo)求精42-43
• 4.3 仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析43-52
• 4.3.1 ABS算法仿真45-50
• 4.3.2 與其它NLOS誤差模型比較50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 總結(jié)與展望53-55
• 5.1 本文總結(jié)53
• 5.2 研究工作展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 致謝59-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文和取得的科研成果60

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本文編號(hào)：878411