超宽带室内定位系统的位置估计

摘要

本文致力于UWB室内定位算法的研究,对现有多种定位算法进行了分析。由于基于时间的 TOA、TODA是目前的定位算法研究热点,所以主要分析基于时间的TOA、TDOA定位法。对各种定位算法进行仿真,并对算法的性能进行了详细比较,特别是对常用的CHAN算法在LOS情况下的性能展开研究,此算法对于服从正态分布的误差有很好的性能但在 NLOS情况下定位精度变差。这些研究为后面的 NLOS误差的识别、抑制奠定了基础。
　　在超宽带室内定位中,引起定位参数估计误差与定位误差的因素有非视距传播效应、多径传播效应及远近效应。特别是非视距传播效应是导致定位误差的主要原因,必须采用相应的算法来减小它们的影响。重点研究了超宽带室内定位的非视距影响减轻技术,分析了非视距对定位性能的影响。首先介绍了两种经典的NLOS误差识别技术;其次介绍了一种引入松弛因子的改善非视距影响的算法,然后利用该算法和视距重构相结合,在超宽带信道环境下进行了分析和仿真;最后基于CHAN算法优良性能前提对CHAN算法在NLOS情况下进行改进,把非视距误差分布转化成近似正态分布误差的改进CHAN算法,而且此算法并不需要知道误差分布及其参数,仿真结果表明,改进CHAN算法可以提高CHAN算法在NLOS情况下的定位性能。

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第一章 绪论

§1.1 课题背景

§1.2 超宽带定义及标准

§1.3超宽带脉冲信号特点

§1.4 超宽带技术的国内外研究现状

§1.5 论文的结构

第二章 UWB定位系统模式及其受到的误差影响

§2.1 UWB典型定位系统模式

§2.2 超宽带定位精度的理论分析

§2.3 定位误差产生的原因

§2.4 定位误差的数学角度分析

§2.5 误差的几种表示方法

§2.6 本章小结

第三章 LOS环境中的定位算法

§3.1 几种常用的定位模型

§3.2 直接算法

§3.3 CHAN算法

§3.3 Taylor级数展开法

§3.4 基于Marquart改进的泰勒级数算法

§3.5实验仿真与数据分析

§3.5 本章小结

第四章 NLOS环境下的定位算法

§4.1 NLOS误差识别

§4.2 NLOS误差抑制

§4.3 算法仿真

§4.4 本章小节

第五章 结束语

致谢

参考文献