基于UWB信號室內(nèi)定位系統(tǒng)性能優(yōu)化研究.pdf

1、近年來，高精度定位系統(tǒng)受到越來越多人們的關(guān)注，如物品追蹤，搜索救援，戰(zhàn)場士兵定位等。GPS定位系統(tǒng)是最常見的定位系統(tǒng)，但由于GPS信號不具有穿透能力，在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中精度受限，超寬信號有比較高的時域分辨率，極強的抗干擾能力，適合在復(fù)雜環(huán)境里的室內(nèi)定位。
　　本課題從室內(nèi)高精度定位的需求出發(fā)，設(shè)計出一種低成本低復(fù)雜度的超寬帶定位系統(tǒng)，并對復(fù)雜環(huán)境下的室內(nèi)定位中會遇到的問題進行研究解決，具體研究內(nèi)容包括如下幾個方面：
　　第一

2、，針對目前實現(xiàn)超寬帶定位系統(tǒng)精確同步困難，提出一種改進的雙向測距協(xié)議避免同步問題，采用基于能量檢測的TOA估計方式，可以在低成本低復(fù)雜度情況下實現(xiàn)較高的定位精度，并根據(jù)所采用的TOA算法設(shè)計出一種簡易高效的錨節(jié)點識別機制，用不同的定位算法對實測數(shù)據(jù)進行驗證，驗證所開發(fā)的低成本低復(fù)雜度的定位系統(tǒng)具有實用性。
　　第二，為提升系統(tǒng)在實際環(huán)境中的工作性能，研究低先驗的非視距鑒別方法，非視距鑒別問題是復(fù)雜環(huán)境下實現(xiàn)精確定位的大障礙之一，在

3、復(fù)雜的多徑環(huán)境下，UWB信號的直達分量可能被誤檢，另外，信號穿過障礙物會帶來額外的時延，從而使TOA估計值帶來一個偏正的誤差，影響定位精度。因此對NLOS進行鑒別和消除是實現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下可靠有效定位的必要條件，本文采用一種基于機器學(xué)習(xí)的方法對NLOS進行鑒別，該方法特別適用于非理想統(tǒng)計模型，并用實驗數(shù)據(jù)對其效果進行驗證，具有很強的實用價值。
　　第三，對協(xié)作定位技術(shù)的研究，通過協(xié)作定位技術(shù)可以不需要高密集的錨節(jié)點配置和高發(fā)射功率就可