无线定位技术中抗非视距误差的算法研究

摘要

本论文致力于无线定位技术中抗非视距(NLOS)误差算法研究。通过对国内外相关研究现状，本文对现有多种定位算法进行了分析。由于基于时间的TOA、TDOA和混合定位法是目前的研究热点，所以主要了分析基于时间的TOA、TDOA和混合定位法。在高斯信道下对各种定位算法进行了仿真，对各种算法的性能进行了详细的评估。这些研究为以后研究NLOS误差的优化算法奠定了基础。　　针对在各种类型的蜂窝网络中已经成为影响提高移动台定位精度的决定性因素—NLOS误差进行了详细的分析。使用NLOS误差的鉴别和抑制算法对其优化，并在实际的信道环境中将优化之后的结果与优化之前的定位算法结果进行仿真比较，显示出抑制NLOS误差的改进效果。　　考虑到TDOA/AOA混合定位中中间过程存在的非线性问题，本章提出了一种采用切平面进行线性优化的加权抗NLOS的TDOA/AOA混合定位算法。从仿真结果可以看出，采用了本算法之后可以有效的降低NLOS的影响，提高定位精度，取得比原算法在实际环境中更好的效果。　　提出了一种基站选择算法。首先判断测量样本中是否含有NLOS误差。然后从测量值中选出含有NLOS误差最小的两个基站，将其重构出LOS测量值，再采用三基站算法进行定位计算。仿真结果表明该算法能很好的抑制NLOS误差的影响，取得很好的定位效果。

目录

文摘

英文文摘

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1课题的目的及意义

1.2无线定位技术概述

1.2.1无线定位技术及其分类

1.2.2基本定位技术

1.3国内外研究现状

1.4影响蜂窝网络无线定位精度的原因与对策

1.5本文的主要研究内容

第2章各种定位算法性能分析

2.1 TOA定位法

2.2 TDOA定位法

2.2.1 TDOA曲线模型

2.2.2具有解析表达式解的算法

2.2.3递归算法

2.3 TOA-AOA混合定位法

2.4各种定位算法的仿真及性能比较

2.4.1无线定位信道模型

2.4.2蜂窝网络的拓扑结构及移动台分布

2.4.3基本定位算法的性能比较

2.5本章小结

第3章NLOS误差的鉴别和抑制

3.1蜂窝网络移动台定位的NLOS问题

3.2 NLOS环境下TDOA/TOA误差分析

3.3 NLOS误差鉴别

3.3.1 Wylie鉴别方法

3.3.2残差分析判决方法

3.4 NLOS误差的抑制与消除

3.4.1 Wylie方法

3.4.2残差加权算法

3.5仿真实验与分析

3.6本章小结

第4章采用切平面线性优化的抗NLOS误差混合定位算法

4.1引言

4.2 TDOA/AOA混合定位线性优化算法

4.2.1 TDOA/AOA混合定位算法

4.2.2线性优化处理

4.3改进的加权抗NLOS误差算法

4.4仿真与分析

4.5本章小结

第5章基于基站选择法的抑制NLOS误差定位算法

5.1引言

5.2 NLOS误差的鉴别与抑制

5.2.1 NLOS误差的鉴别

5.2.2 NLOS误差的重构抑制

5.3三基站定位法

5.4仿真与分析

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文和取得的科技成果

致 谢