無線區(qū)域定位算法的優(yōu)化研究與應用.pdf

1、無線定位系統(tǒng)是無線通信技術、計算機技術和電子技術相結合的產物，因其低功耗、自組織、廉價性和可快速部署等特點，被廣泛應用于軍事、生活、農業(yè)和工業(yè)中。目前學者們對定位算法開展了大量的研究工作，但查閱到的方法在實際應用中存在誤差累計、定位精度低、穩(wěn)定性差等問題，所以迫切需求研發(fā)一種實用性強的高精度定位算法。
　　本文首先綜述和對比無線定位技術，根據應用場景選擇基于測距的定位算法作為研究重點，分析多種測距技術的優(yōu)缺點，給出定位算法性能評估

2、的判斷標準。其次，利用兩步數據處理方法減少測距誤差和定位誤差，對節(jié)點定位算法進行優(yōu)化，設計一種2D/3D實時濾波平滑跟蹤算法（FSTA），算法具有高的定位精度、好的跟蹤穩(wěn)定性。首先選擇UKF作為濾波方法消除距離中包含的誤差；然后根據修正后的測距值，使用廣義信賴域子問題算法計算出定位坐標的初始值；最后使用平滑操作對坐標初始值進一步處理，獲得最后的定位結果。二維定位情況下，當測距誤差的標準差為0.5時，實時定位精度達到0.44m，FSTA算

3、法相比傳統(tǒng)三邊算法定位精度提高約57.7％，相比近年提出的優(yōu)化算法提高約14.3%。仿真實驗證明，所提的FSTA算法具有更高的定位精度和更好的穩(wěn)定性。最后，基于CSS測距技術和FSTA定位算法，以Nanotron公司的NA5TR1作為射頻芯片，設計一款三維實時定位跟蹤系統(tǒng)。對定位系統(tǒng)的硬件設計進行詳細描述，給出通信過程中各節(jié)點的軟件流程圖。由定位系統(tǒng)的仿真結果表明，三維定位情況下， FSTA算法的實時定位精度可達0.55m；相比傳統(tǒng)四邊