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位置服务已经受到了广泛关注,位置服务质量的提升、定位精度的提高都依赖于无线定位技术的改进。本文在基于CDMA无线通信网络的TDOA定位、TDOA/AOA混合定位和GPS/TDOA混合定位、导航方面做了研究和实验,研究内容主要包括以下四个方面:
1.TDOA定位算法中的泰勒级数方法是通过迭代的方法找到使TDOA平方和目标函数最小化的解。在详细讨论泰勒级数TDOA算法的基础上,文中提出了一种基于距离定义的TDOA定位算法。文中分别做了LOS和NLOS两种环境的仿真实验,结果表明基于距离的TDOA定位算法比泰勒级数TDOA算法定位精度更高,更稳定,且对NLOS误差具有抑制作用。
2.基于最速下降方法的TDOA/AOA混合定位算法。在简要讨论了TDOA/AOA泰勒级数混合定位算法基础上提出了一种TDOA/AOA最速下降混合定位算法,以单反射圆模型为仿真方法,实验结果表明在无线通信NLOS环境下,TDOA/AOA泰勒级数混合定位算法对基站数目不敏感,在较少基站数目时定位精度较稳定;TDOA/AOA最速下降混合定位算法比TDOA/AOA泰勒级数混合定位算法定位精度高,参加定位的基站数目越多时,其抑制NLOS误差的能力越强,优势越明显。
3.基于最速下降方法的GPS/TDOA混合定位算法。讨论了对TDOA和GPS的观测方程进行泰勒级数线性展开、然后利用最小二乘法加权迭代逼近终端真实位置的GPS/TDOA泰勒级数-最小二乘混合定位算法。提出了利用最速下降算法对残差平方和函数作最优化的GPS/TDOA最速下降混合定位算法。实地实验将GPS/TDOA最速下降混合定位算法与GPS/TDOA泰勒级数-最小二乘混合定位算法做了对比,结果表明在相同实验条件下,最速下降混合定位算法比泰勒级数-最小二乘混合定位算法定位效果更好,能够获得更高的定位精度。
4.基于Kalman滤波的GPS/CDMA无线通信网络TDOA混合导航定位。提出了基于卡尔曼滤波算法的GPS/CDMA无线通信网络TDOA组合导航方法。实现了一种CDMA网络下的、基于移动终端的独立GPS/TDOA混合导航定位方案,该方案不依赖移动运营商的网络设备,保护用户的位置信息安全。实地实验结果表明GPS/TDOA最速下降混合定位算法的定位结果经卡尔曼滤波算法处理后定位精度获得了提高。