无线通信系统定位算法研究及误差分析

论文摘要

无线电定位技术,就是指利用现有的无线通信网络资源,通过估计移动终端与各基站之间的各信号到达时间及到达角度测量值,并在网络或者移动终端中借助一定的定位算法,确定移动终端的位置。1996年美国联邦通信委员会（FCC）发布的E-911定位标准引发了无线定位技术的研究热潮,无线定位所蕴涵的无穷商业潜力更是成为这项研究的巨大推动力量。无线定位的实现主要需要两大模块:基于到达时间、到达角度等定位测量参数的估计及定位算法的实现。首先通过参数估计算法,从接收信号中提取到达时间（差）、到达角度等信息,然后利用相应的定位算法求解移动终端的位置。难点在于克服衰落信道带来的定位参数估计误差,以及根据估计的定位参数求解表征移动台与基站之间几何位置关系的非线性方程。本文在广泛查阅国内外相关文献的基础上,对无线电定位关键技术做了比较系统的研究。在蜂窝网定位方法上,给出了基于泰勒算法与chan算法相结合的混合定位方法,该方法得到了较高的定位精度;在非视距误差消除方面,本文比较了不同情况下消除非视距误差的可行性概率,这对工程实践有一定的参考价值;将现有的无线定位方法用于编队小卫星定位技术上,仿真结果表明,编队小卫星采用这些定位方法,其定位精度在某些方面会优于传统的卫星定位;分析了影响卫星定位的误差因素及消除方法。最后对全文进行了总结,并指出需要进一步研究的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 英文缩写索引
• 第一章 绪论
• 1.1 无线定位技术概述
• 1.2 常用的无线定位算法
• 1.3 基于移动台的定位
• 1.4 研究意义
• 1.5 论文的研究工作及结构安排
• 第二章 泰勒算法在蜂窝网定位中的研究
• 2.1 引言
• 2.2 具有解析表达式解的算法
• 2.2.1 FANG 算法
• 2.2.2 chan 算法
• 2.3 当基站数为3 时的泰勒递归算法
• 2.4 chan 算法与 Taylor 序列展开法相结合的混合定位算法
• 2.5 仿真结果与分析
• 2.5.1 仿真参数说明
• 2.5.2 仿真结果分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 非视距误差鉴别方法研究
• 3.1 NLOS 环境下TDOA/TOA 误差分析
• 3.2 NLOS 误差鉴别
• 3.2.1 wylie 鉴别方法
• 3.2.2 残差分析判决法
• 3.2.3 假设检验判决法
• 3.3 仿真及结果分析
• 3.3.1 仿真参数说明
• 3.3.2 仿真结果
• 3.3.3 仿真结果分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 编队卫星定位精度研究
• 4.1 引言
• 4.2 卫星编队飞行系统概述
• 4.2.1 编队飞行的基本概念
• 4.2.2 卫星编队所用坐标系定义
• 4.3 定位方法
• 4.3.1 已知高度的伪码测距（TOA）定位方法
• 4.3.2 积分多普勒+伪码测距定位方法
• 4.3.3 ＴＤＯＡ＋ＦＤＯＡ方法
• 4.4 仿真及结果分析
• 4.4.1 仿真参数设置
• 4.4.2 仿真结果
• 4.4.3 仿真结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 卫星定位误差分析
• 5.1 电离层引起的误差
• 5.2 对流层折射误差
• 5.3 多路径效应误差
• 5.4 卫星星历误差
• 5.5 接收机的钟差
• 5.6 本章小结
• 第六章 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间取得的研究成果
• 个人简历