隨著城市環(huán)境中,一系列依賴于高精度定位服務(wù)的應(yīng)用需求激增,如何提高低成本GNSS定位終端在城市區(qū)域的定位表現(xiàn)成為了一個熱點研究課題。在建筑物密集且環(huán)境復(fù)雜的城市區(qū)域中,包括多路徑干涉和非直射(non-line-of-sight,NLOS)信號的多路徑效應(yīng)會嚴(yán)重影響低成本終端的性能。為了低成本終端在城市區(qū)域中的定位能有更好的表現(xiàn),本文以GPS和搭載雙頻定位芯片的智能手機(jī)終端為研究對象,圍繞多路徑效應(yīng)的處理方法,展開了以下研究:1、研究了基于視覺的NLOS信號判別方法。結(jié)合移動定位終端,搭配手機(jī)魚眼鏡頭來獲取周圍近似于半球的環(huán)境遮擋情況,探索了低成本、高集成度的數(shù)據(jù)采集模式。實現(xiàn)了基于測地膨脹的K-means遮擋分割策略,該策略首先使用膨脹形態(tài)學(xué)重建平滑了圖像局部信息,在此基礎(chǔ)上使用了K-means聚類算法對圖像進(jìn)行分割。通過實驗,驗證了此算法在低成本手機(jī)魚眼鏡頭獲取的圖像上可以有效地分割出遮擋區(qū)域,達(dá)到結(jié)合魚眼圖像進(jìn)行NLOS信號判別的目的。2、研究了加權(quán)模型對多路徑效應(yīng)的抑制效果。介紹了三種經(jīng)典的加權(quán)模型,并進(jìn)行了多次實驗分析不同模型對于定位精度提升的幫助�；谄渲行Ч^好的綜合加權(quán)模型,探討了NLOS信號降權(quán)策略對于定位精度的提升效果。3、研究了NLOS信號的改正算法。首先介紹了基于三維地圖的城市峽谷(Urban Trench)算法,針對此算法中需預(yù)先估計接收機(jī)至左側(cè)建筑物的距離與道路總寬度之比P的問題,提出了FE-Urban Trench算法。該算法結(jié)合綜合加權(quán)模型,利用魚眼鏡頭獲取的天空圖來輔助P值的估計,從而對NLOS信號進(jìn)行改正,提高了跨街方向上的精度。經(jīng)過多次實驗驗證,此算法在一定程度上能改善城市區(qū)域中的多路徑效應(yīng)問題。4、研究了L1L5雙頻融合對于智能手機(jī)終端定位性能提升的效果。在FE-Urban Trench算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合GPS中抗多路徑性能較好的L5信號,以對L5升權(quán)的策略提出了基于雙頻融合的FE-Urban Trench算法,較傳統(tǒng)偽距改正算法加入了對多路徑干涉進(jìn)行抑制的考慮。通過靜態(tài)和動態(tài)實驗,驗證該算法對于定位精度有提升效果,得出了此策略能顯著抑制城市多路徑效應(yīng)的結(jié)論。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：TP391.41;P228.4
【部分圖文】：

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文232、相機(jī)坐標(biāo)系至虛擬傳感器平面坐標(biāo)系投影()msmsmxxyyzfr（2-43）其中，01()=NNfraarar，22=ssrxy。為尺度因子。=[]TsssPxy為對應(yīng)點在虛擬傳感器平面上的投影結(jié)果。3、虛擬傳感器平面坐標(biāo)系至圖像坐標(biāo)系投影1isoisoxcdxxyeyy（2-44）其中，c、d、e分別為投影的仿射變換參數(shù)，(,)ooxy為圖像中心點坐標(biāo)。=[]TiiiPxy為圖像坐標(biāo)系上對應(yīng)點的坐標(biāo)。本文使用了小天手機(jī)外置魚眼鏡頭，將其安裝于小米8手機(jī)的后置攝像頭之上進(jìn)行魚眼圖像的采集。外置魚眼鏡頭與安裝情況如下圖2-6所示。圖2-6手機(jī)外置魚眼鏡頭Fig.2-6Externalfish-eyelensformobilephone基于matlab自帶的魚眼標(biāo)定工具箱，使用棋盤標(biāo)定板對該魚眼鏡頭進(jìn)行了成像模型的參數(shù)計算。得到該鏡頭f(r)多項式的投影參數(shù)如下表2-3所示。

遮擋

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文30即載體坐標(biāo)系先按Z軸旋轉(zhuǎn)ψ度，再繞X軸旋轉(zhuǎn)θ度，最后繞Y軸旋轉(zhuǎn)度。按此原則，對航向角、俯仰角和橫滾角的定義如圖3-2。1)航向角ψ:當(dāng)載體繞ObZb軸轉(zhuǎn)動時，ObYb軸參考坐標(biāo)系平面Xn-O-Yn上的投影ObYb′與OnYn軸的夾角即為航向角，其值域為0°至360°。2)俯仰角θ:當(dāng)載體繞ObXb軸轉(zhuǎn)動時，ObYb軸參考坐標(biāo)系平面Zn-O-Yn上的投影ObYb′′與OnYn軸的夾角即為俯仰角，其值域為-90°至90°。3)橫滾角:當(dāng)載體繞ObYb軸轉(zhuǎn)動時，ObZb軸參考坐標(biāo)系平面Zn-O-Xn上的投影ObZb′與OnZn軸的夾角即為橫滾角，其值域為-180°至180°。圖3-2智能手機(jī)姿態(tài)角描述Fig.3-2Descriptionfortheattitudeangleofsmartphone如下式（3-10）至（3-12）用方向余弦矩陣來描述繞三軸旋轉(zhuǎn)的基本旋轉(zhuǎn)矩陣：100()0cos()sin()0sin()cos()xc（3-10）ycos()0sin()()010sin()0cos()c（3-11）cos()sin()0()sin()cos()0001zc（3-12）
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本文編號：2872438