泛在无线信号定位技术的优化研究

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随着无线通信和信息技术的快速发展,定位技术商业化规模逐步增大,定位需求不断提升。卫星定位在室内、地下、密集城区和恶劣天气情况下往往不可用,因此泛在无线信号陆基定位成为必要的补充技术,虽然已经有商业化的案例,但其性能受限于环境的复杂性,导致测量值误差较大,定位精度不理想,同时考虑到定位精度与计算量和复杂度之间的矛盾,因此,低复杂度的无线定位误差抑制技术成为目前定位领域的研究热点。本文通过对相关文献和研究现状的查阅,对泛在无线信号陆基定位技术中非视距误差抑制技术、利用多径情况下传播信号反射路径的定位技术以及传感网络节点定位技术三个方面进行了研究,主要研究内容和创新点如下:1.在非视距误差抑制技术的研究中,对基于距离几何的无线定位方案进行了总结和分析,并将其应用到蜂窝网状的基站分布环境中,分别推导出了利用4个和3个基站进行定位时采用距离几何理论得到的约束条件,然后分别利用基于数据搜索的滤波算法和基于非线性优化的约束算法进行测量值的优化,并根据两种处理方法各自的特点分析了其适合的应用场景,仿真结果验证了算法的有效性。2.利用多径情况下传播信号反射路径的定位技术研究中,首先对基于一次反射信号路径的虚拟移动台位置线(Line of Possible Mobile Device Location, LPMD)算法进行了改进,然后基于射线跟踪和推算定位的思想,针对信号多次反射的情况,提出了地理信息系统辅助的信号路径推算方法,在对建筑物模型进行理想化的基础上,借助电子地图利用测量得到的信号发射角度和传播距离来推算信号的传播路径,并估计目标位置,仿真表明,角度误差较小时,信号路径推算方法取得了较好的效果。3.传感网节点定位技术的研究中,将分布估计算法引入到定位领域,首先在目标节点所在范围内进行随机采样,然后根据测距值计算距离误差并从中选取更优样本,而后依据设定的概率分布模型产生新样本群体,通过不断的筛选优化获得更优的位置估计值。仿真表明该算法取得了与当代算法复杂度相当的情况下较好的定位精度。
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