基于移动广播网的TDOA定位算法研究

论文摘要

随着无线技术的发展,由移动定位终端提供的快速、高精度的位置信息切实方便了人们了生活。虽然卫星定位以其精度高和效率高而在军事和民用等方面得到了广泛的应用,但仍然存在花费高、室内定位效果差等缺点。近年来,基于移动网络的无线定位技术凭借其便捷、基站资源丰富和海量用户等优势,得到了长足而迅速的发展,使得人们能够更便捷、更及时、更准确的获得所需的位置信息。在各种移动网络中,移动通信系统由于频带资源稀缺,使得提供定位服务的代价较为昂贵。而移动广播网采用点到多点的通信方式,具有较高的频带利用率,使得服务费用低廉；且移动广播网先进的调制技术也使其拥有更好的抗多径能力,还兼具覆盖范围广、传播信号良好等优点。基于移动广播网的定位系统只需利用现有移动广播网进行改进、不需另建室内定位系统,且利用普通手机作为载体,应用推广的普及性很好。可见,基于移动广播网的定位服务具有良好的性价比,将在个人位置服务及交通信息提取等定位服务领域具有广阔的市场和应用前景。本文研究基于移动广播网的TDOA定位算法,针对移动广播网的特性,在以下几个方面进行了研究：(1)在利用广播通信卫星授时解决信号同步的设想下,提出了基于移动广播网的TDOA定位算法,并通过卡尔曼滤波算法实现对TOA测量值的LOS重构,以削弱NLOS造成的对定位精度的影响。(2)为了进一步提高定位精度,又提出一种适于室内复杂环境下的基于TDOA、RSSI特征参数的网格特征匹配定位算法,并通过增补室内信号以及对定位结果的卡尔曼滤波处理,使系统达到更高的精度和更强的环境适应性,以满足移动终端用户的定位导航需求。综上,基于移动广播网的TDOA算法研究,对全面建设基于移动广播网的高精度定位系统具有重要价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 课题研究现状
• 1.3.1 移动广播网标准
• 1.3.2 基于移动广播网的定位技术
• 1.4 基于移动广播网的定位技术的关键问题
• 1.5 论文的主要研究内容
• 第二章 无线定位系统概述
• 2.1 引言
• 2.2 卫星定位系统
• 2.3 基于移动网络的定位系统
• 2.3.1 小区识别码
• 2.3.2 基于信号强度的定位技术
• 2.3.3 基于信号到达入射角的定位技术
• 2.3.4 基于信号到达时间的定位技术
• 2.3.5 几种定位方式的比较
• 2.4 室内无线定位系统
• 2.4.1 基于WLAN的定位技术
• 2.4.2 基于UWB的定位技术
• 2.4.3 基于RFID的定位技术
• 2.4.4 基于Bluetooth的定位技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 非视距条件下的TDOA定位算法
• 3.1 引言
• 3.2 TDOA定位算法介绍
• 3.2.1 定位算法的数学模型
• 3.2.2 Chan算法
• 3.3 TDOA/TOA测量中的NLOS问题
• 3.3.1 NLOS误差模型
• 3.3.2 NLOS误差抑制方法
• 3.4 TOA测量值的LOS重构法
• 3.4.1 NLOS鉴别技术
• 3.4.2 TOA测量值重构
• 3.5 基于TDOA的卡尔曼滤波算法
• 3.5.1 系统的数学模型
• 3.5.2 卡尔曼滤波算法
• 3.5.3 卡尔曼滤波仿真结果
• 3.6 小结
• 第四章 基于TDOA测量值的网格匹配算法
• 4.1 引言
• 4.2 网格化数据比对思想
• 4.3 网格特征匹配定位原理
• 4.4 网格匹配算法单点定位精度分析
• 4.5 定位结果进行卡尔曼滤波后的结果分析
• 4.6 小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录