隨著社會(huì)的現(xiàn)代化腳步在不斷地加快,人類對時(shí)空信息有了更多的需求。針對室內(nèi)定位難以實(shí)現(xiàn)高精度定位的問題,本文基于UWB定位系統(tǒng)在時(shí)鐘同步、誤差標(biāo)定、協(xié)同定位和深度學(xué)習(xí)定位四個(gè)方面進(jìn)行了研究,主要完成了以下工作:在基于時(shí)間的室內(nèi)定位系統(tǒng)中,時(shí)鐘同步是實(shí)現(xiàn)高精度定位的基礎(chǔ)。本文提出了一種基于同步包的基站時(shí)鐘同步方式,利用主基站周期性地向從基站發(fā)送同步包來實(shí)現(xiàn)基站間的時(shí)鐘同步。在視距的情況下,采用同步包同步基站時(shí)鐘后,基站時(shí)鐘間的最大誤差約為0.75ns,平均誤差為0.21ns,理論上可實(shí)現(xiàn)10厘米以內(nèi)的定位精度。針對基于UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)存在的環(huán)境誤差,如鐘差殘余項(xiàng)、多徑誤差和硬件誤差等,本文提出了一種基于標(biāo)定法的誤差處理方案,利用已知位置的節(jié)點(diǎn)來測定誤差量,并將其存儲(chǔ)在后臺服務(wù)器中,可在實(shí)際定位中補(bǔ)償TDOA測量值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,將誤差標(biāo)定結(jié)果應(yīng)用在已有的基于Chan和Taylor的協(xié)同定位算法（C-T算法）中能夠使定位系統(tǒng)的平均定位誤差從14.5cm降低到8.3cm,定位性能得到了較大提升。為了提高UWB定位算法的精度,本文提出了一種基于誤差標(biāo)定的加權(quán)最小二乘（WLS）與Taylor協(xié)同... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

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實(shí)驗(yàn)環(huán)境

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文36圖3-7實(shí)驗(yàn)環(huán)境3.4.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果本文的時(shí)鐘同步實(shí)驗(yàn)長達(dá)一個(gè)小時(shí)。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的中間部分，選擇連續(xù)的10000組數(shù)據(jù)，如圖3-8所示�？芍涸谙到y(tǒng)自帶的時(shí)鐘同步功能的基礎(chǔ)上，基站的時(shí)鐘偏差最大為1.4ns左右。實(shí)驗(yàn)說明：在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的一個(gè)小時(shí)過程中，標(biāo)簽與基站一直處于視距情況。圖3-8系統(tǒng)自帶時(shí)鐘同步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果本文選用了同步包同步方式：在參與定位的基站中選取一個(gè)基站作為主基站，相應(yīng)地其他基站則為從基站。主基站與從基站中唯一不同之處在于：主基站周期性地發(fā)送同步包（包括同步包的發(fā)送時(shí)間戳）到各基站（包括主基站）。各個(gè)基站接收同步包后，保存在本地，并記錄接收該同步包的時(shí)間。主基站的同步包發(fā)

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文37送頻率設(shè)置為32Hz。整個(gè)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)的長度為一個(gè)小時(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)寫入表格，如圖3-9所示。圖3-9部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在上圖中，A列表示采集時(shí)間。當(dāng)B列等于TAG時(shí)，C列表示標(biāo)簽號，D列表示標(biāo)簽發(fā)送的定位信號的編號，E列表示基站編號，F(xiàn)列表示基站接收標(biāo)簽信號的時(shí)間戳。當(dāng)B列等于SYNC時(shí)，C列表示同步包編號，D列表示基站編號，E列表示主基站編號，F(xiàn)列表示同步包的發(fā)送時(shí)間戳，G列表示基站接收到同步包時(shí)的本地時(shí)間戳。利用公式（3-6），將基站以本地時(shí)鐘為基準(zhǔn)記錄的標(biāo)簽信號的TOA值，轉(zhuǎn)換成以主基站時(shí)鐘為基準(zhǔn)的TOA值。其中主基站所測定的標(biāo)簽信號的TOA值轉(zhuǎn)換后是不變的。然后從基站轉(zhuǎn)換后的TOA值減去主基站的TOA值可以得到時(shí)鐘同步后的TDOA值，并將其和真實(shí)TDOA值相比較，從而計(jì)算出時(shí)鐘誤差。但是該時(shí)鐘誤差中引入了部分環(huán)境誤差。真實(shí)TDOA值的獲取辦法：首先通過基站的實(shí)際坐標(biāo)與標(biāo)簽的實(shí)際坐標(biāo)可以計(jì)算標(biāo)簽到達(dá)各個(gè)基站的實(shí)際距離，然后將基站到標(biāo)簽的距離與主基站到標(biāo)簽的距離相減，得到標(biāo)簽距離從基站與主基站的差值，然后除以光速，可得到真實(shí)TDOA值。因?yàn)槭峭幌到y(tǒng)，所以基站的硬件構(gòu)造基本相同。在這里僅列出了一個(gè)從基站和主基站的時(shí)鐘偏差（絕對值）。本實(shí)驗(yàn)選取時(shí)間連續(xù)的10000組數(shù)據(jù)，其結(jié)果如圖3-10。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3615678