泛在環(huán)境下的無線定位優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和第五代移動通信系統(tǒng)的興起，無線定位對于人們生活越來越重要。無論是室外的路線導(dǎo)航或是空間受限環(huán)境下的安全管理都離不開位置信息。但室外環(huán)境存在衛(wèi)星信號不可得的情況，空間受限環(huán)境受到信號遮擋和多徑的影響。不同的定位場景和系統(tǒng)存在其局限性與技術(shù)要點(diǎn)，同時考慮定位精度、設(shè)備成本和算法復(fù)雜度等因素，對于泛在環(huán)境下的無線定位技術(shù)優(yōu)化研究是十分必要的。
　　本文通過查閱文獻(xiàn)并分析現(xiàn)有泛在環(huán)境下定位技術(shù)，分別對無線傳感網(wǎng)同步與

2、定位聯(lián)合算法、低軌雙星靜止輻射源定位和移動輻射源跟蹤技術(shù)以及非視距環(huán)境下定位三個方面進(jìn)行了研究，主要的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)在對無線傳感網(wǎng)定位的研究中，同步與定位是其研究的熱點(diǎn)，本文考慮錨節(jié)點(diǎn)非同步的情況，提出對錨節(jié)點(diǎn)的時鐘相偏、時鐘頻偏和源節(jié)點(diǎn)未知位置綜合求解的算法。為了降低未知數(shù)個數(shù)，將所有錨節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分簇處理，簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)存在相同的時鐘相偏和時鐘頻偏，使用到達(dá)時間差方法對方程變形，進(jìn)而消除源節(jié)點(diǎn)導(dǎo)致的同步問題。由于泰勒

3、級數(shù)算法的非收斂問題，引入正則化理論對其進(jìn)行修正，最后使用改進(jìn)的泰勒級數(shù)算法求解錨節(jié)點(diǎn)時間參數(shù)與源節(jié)點(diǎn)位置。
　　(2)低軌道衛(wèi)星存在軌道低、數(shù)量多和時延小等特點(diǎn)，本文采用低軌雙星時差頻差聯(lián)合算法，考慮衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星時鐘和測量等誤差，對于靜止輻射源，將其定位坐標(biāo)與衛(wèi)星系統(tǒng)時鐘偏差和頻率偏差使用迭代算法共同求解。對于移動輻射源，借鑒偽距差分算法實(shí)時地對測量值進(jìn)行修正。首先利用已知位置參考站計(jì)算到達(dá)時間差和到達(dá)頻率差的修正參數(shù)，然后利

4、用修正參數(shù)修正移動輻射源測量的時間差和頻率差，最后采用擴(kuò)展卡爾曼濾波進(jìn)行位置跟蹤。仿真結(jié)果表明，聯(lián)合參數(shù)算法和差分修正算法可以比未修正時取得更好的效果。
　　(3)在存在參考節(jié)點(diǎn)不足和遮擋的情況下，本文分別引入了改進(jìn)的到達(dá)角度定位方法和協(xié)作定位。協(xié)作定位中的移動終端不僅可以與參考節(jié)點(diǎn)通信還可以與移動節(jié)點(diǎn)通信來降低參考節(jié)點(diǎn)的布設(shè)成本，根據(jù)與待測節(jié)點(diǎn)是否存在視距路徑來選取協(xié)作節(jié)點(diǎn)，而改進(jìn)的到達(dá)角度定位算法在于利用參考節(jié)點(diǎn)和移動終端的接