基于RSSI的无线定位技术研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:bigmouse0907
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随着互联网技术的进步,基于位置的服务成为研究的热点。室外环境下,GPS、北斗卫星导航系统等已经具有优良的定位性能,但是在室内环境下,仍然缺少完善且可靠的定位算法和系统。基于接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication,RSSI)指纹的室内定位算法利用室内广泛分布的WIFI设备进行定位,从而在构建室内定位系统时能够有效降低定位成本。由于目前WIFI的广泛部署且WIFI信号强度稳定,使其具有普适性强和定位精度高等优点。在此基础上,多用户协同定位算法利用多用户的定位数据,能够有效提高定位精度,因此成为了室内定位领域内的研究热点。但已有多用户协同定位技术存在依赖额外辅助设备的局限性。针对此问题,本文以RSSI指纹作为定位基础,融合定位系统中其他用户的位置和离线、在线RSSI信息,提出了双阶段协同定位算法(Two-stage Collaborative Location,TSCL)。双阶段协同定位算法对已有算法的定位结果进行重计算,以进一步提升已有算法的定位精度。首先本文对基于RSSI指纹的定位算法进行研究,在已有指纹定位算法的基础上分析指纹定位特点。在此基础上,提出协同用户优选算法,通过拐角弧度检测和用户自主确定空间位置,将用户划定为协同用户。此算法提高了协同用户的数据质量,减少协同用户的数据误差,从而进一步提高定位精度。其次,在利用协同用户优选算法确定协同用户的基础上,本文提出了双阶段协同定位算法。双阶段协同定位算法以已有算法的定位结果作为初步位置,构建初步位置指纹映射。然后,以多用户的定位数据为基础,计算双阶段欧氏距离和构建离线、在线相异性矩阵。根据相异性矩阵,利用多维标度法(Multidimensional Scaling,MDS)计算参考点(Reference Point,RP)的权重,最后根据参考点权重计算目标定位位置。最后,本文以Android平台为开发基础,以双阶段协同定位算法为核心,实现了双阶段协同定位系统。同时利用该室内定位系统在真实室内环境下进行实验分析。实验结果表明该算法在不使用额外辅助设备的情况下,能够有效修正定位结果,降低协同定位成本,已有算法经过双阶段协同定位算法优化后,平均误差均有10%以上的降低。
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