隨著科技的發(fā)展,萬物互聯(lián)的時代已悄然而至,基于位置服務(wù)的導(dǎo)航定位需求日益增長。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System,GNSS）技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛,可以滿足用戶室外高精度定位服務(wù)。有研究表明人們大多數(shù)時間都在室內(nèi)度過的,當(dāng)人們從室外走進(jìn)室內(nèi),衛(wèi)星信號受建筑物遮擋而無法定位,實現(xiàn)高精度室內(nèi)定位已變得愈發(fā)重要。室內(nèi)定位可以給人們帶來便利,在大型商場、寫字樓,有了室內(nèi)定位的支持,人們可以在陌生的環(huán)境以最短的時間到達(dá)目的地。室內(nèi)定位還可以與室外定位相互補充,共同構(gòu)建室內(nèi)外一體化定位服務(wù),可以為應(yīng)急救援工作、智能廠房人員監(jiān)控提供決策性作用。Wi-Fi、藍(lán)牙等傳統(tǒng)的定位技術(shù),在定位精度、功耗上無法室內(nèi)定位要求,新興的超寬帶技術(shù)（UltraWide Band,UWB）具有穿透能力強、抗干擾能力高、傳輸速率快等優(yōu)點,理論上可以實現(xiàn)厘米級定位,適用于室內(nèi)高精度定位。盡管UWB定位技術(shù)有著諸多優(yōu)勢,但在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境也會受到非視距（Not-Line-Of-Sight,NLOS）環(huán)境的影響,UWB脈沖信號遇到障礙物,會發(fā)生折射、反射及穿透現(xiàn)象,造成測距值存在非... 

【文章來源】：北京建筑大學(xué)北京市

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

AOA方法定位模型

第2章UWB定位理論基礎(chǔ)及實現(xiàn)9標(biāo)簽到達(dá)兩個基站BS1、BS2的角度分別為A、B。根據(jù)三角函數(shù)可得方程組如式（2-3）、（2-4），式中，(1,1)、(2,2)、(,)分別為基站BS1、BS2和標(biāo)簽的二維坐標(biāo)，通過解（2-3）、（2-4）式的方程組便可求得標(biāo)簽的位置坐標(biāo)。()=11（2-3）()=22（2-4）圖2-1AOA方法定位模型2.1.3信號到達(dá)時間法（TOA）接收信號時間方法基于脈沖信號在空氣中的傳播時間得到標(biāo)簽與基站的距離值求解標(biāo)簽的位置[53,54]。光速已知，知道標(biāo)簽(,)到基站(,)(=1,2,3)的傳播時間就可以得出標(biāo)簽與基站間的距離。如圖2-2，以基站坐標(biāo)(1,1),(2,2),(3,3)為圓心，標(biāo)簽(,)到基站1,2,3的距離1,2,3為半徑畫圓，三個圓的交點坐標(biāo)即為標(biāo)簽的坐標(biāo)。圖2-2TOA方法定位模型圖

第2章UWB定位理論基礎(chǔ)及實現(xiàn)11圖2-3TDOA方法定位模型由上述表述得到方程組式（2-10）{√(2)2+(2)2√(1)2+(1)2=21=21√(3)2+(3)2√(1)2+(1)2=31=31（2-10）因為待測目標(biāo)節(jié)點和基站之間的時鐘不同步，所以這里無法直接得到1、2、3的值。但是因為基站之間時鐘同步，所以可以得到21=×(21)、31=×(31)。這里信號分別到達(dá)各個基站時刻已知，因此可以得到21和31的值，接著通過方程組（2-10）的求解便可得到待測目標(biāo)節(jié)點的位置。2.1.5TOA/TDOA的定位方法比較得益于UWB技術(shù)有較高的時間分辨率，與其他算法相比，基于TOA/TDOA定位算法有較高的定位精度，受到很多學(xué)者的研究�；赥OA、TDOA定位是利用脈沖信號的傳播時間獲得標(biāo)簽與各個基站的距離或距離差值實現(xiàn)定位解算的，但兩者也有區(qū)別。基于TOA定位時，想要獲得標(biāo)簽和基站之間高精度的測距值，必須保持標(biāo)簽與基站間的時鐘同步，否則會影響定位精度。不同于TOA，TDOA只需要保持基站間的時鐘同步，在實際應(yīng)用時，基站常常位于同一主機(jī)服務(wù)器，可利用主機(jī)時間戳解決基站的時鐘同步問題，由此可見，基于TDOA的定位系統(tǒng)更容易實現(xiàn)。但文章以組網(wǎng)的方式將室外坐標(biāo)傳遞到室內(nèi)，需要標(biāo)簽與基站的距離信息，但TDOA得到的是距離差值，無法滿足實際需求。隨著技術(shù)的發(fā)展，TW-TOA的出現(xiàn)解決了時間同步的難題，也能得到完整的測距值，受到廣泛應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超寬帶NLOS測距誤差改正模型[J]. 盛坤鵬,王堅.  北京測繪. 2020(02)
[2]CNS+GNSS+INS船載高精度實時定位定姿算法改進(jìn)研究[J]. 程風(fēng),李海霞,常樂,王力,牛小驥.  測繪通報. 2019(05)
[3]面向相對導(dǎo)航的UWB測距誤差估計與補償方法[J]. 李榮冰,王念曾,劉建業(yè),王智奇.  儀器儀表學(xué)報. 2019(05)
[4]一種基于藍(lán)牙的室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)[J]. 楊保,張鵬飛,李軍杰,路朋.  測繪科學(xué). 2019(06)
[5]全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 劉艷亮,張海平,徐彥田,王鐸.  導(dǎo)航定位學(xué)報. 2019(01)
[6]測距誤差改正的超寬帶定位系統(tǒng)研究[J]. 王川陽,王堅,余航,韓厚增,寧一鵬.  測繪科學(xué). 2019(01)
[7]基于多點協(xié)作聯(lián)合傳輸?shù)某芗M網(wǎng)性能分析[J]. 曾孝平,余豐,簡鑫,李詩琪,杜得榮,蔣欣,方偉.  電子與信息學(xué)報. 2019(03)
[8]礦井NLOS環(huán)境下改進(jìn)UKF超寬帶定位算法[J]. 李旭虹,張同麗,張育芝.  西安科技大學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[9]高精度超聲波室內(nèi)定位系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 潘麗杰,徐本亮,趙飛.  電子世界. 2018(18)
[10]抗差容積卡爾曼濾波及其在UWB室內(nèi)定位中的應(yīng)用[J]. 蔡贛飛,徐愛功,洪州,隋心.  測繪科學(xué). 2018(12)

博士論文
[1]超寬帶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸跨層優(yōu)化模型的研究[D]. 高曄方.武漢理工大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于RFID標(biāo)簽的室內(nèi)定位方法研究[D]. 李成龍.曲阜師范大學(xué) 2019
[2]超寬帶室內(nèi)空間定位技術(shù)研究及系統(tǒng)開發(fā)[D]. 朱子陽.北京交通大學(xué) 2019
[3]面向UWB室內(nèi)定位的基站布設(shè)方法研究[D]. 鐘佳威.深圳大學(xué) 2018
[4]TC-OFDM室內(nèi)定位信號組網(wǎng)及時間同步的研究與實現(xiàn)[D]. 肖占蒙.北京郵電大學(xué) 2018
[5]基于鏡像虛擬基站的多徑輔助室內(nèi)定位方法[D]. 高天通.北京郵電大學(xué) 2018
[6]基于VLC的高精度室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 鄒倩.東南大學(xué) 2018
[7]基于自適應(yīng)WKNN的室內(nèi)藍(lán)牙定位系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 李經(jīng)緯.南京郵電大學(xué) 2017
[8]基于UWB室內(nèi)定位算法的研究與實現(xiàn)[D]. 仲江濤.深圳大學(xué) 2017
[9]基于WLAN與PDR的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 趙迪.華中科技大學(xué) 2017
[10]基于UWB雷達(dá)傳感器的SAR成像應(yīng)用研究[D]. 劉懷遠(yuǎn).電子科技大學(xué) 2017



本文編號：2974306