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UWB组网定位算法研究.pdf

发布时间：2022-06-02 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.74M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    广东工业大学硕士学位论文 （工学硕士） UWB组网定位算法研究 陈惠雄 二○一七 年 六 月 万方数据
    万方数据
    分类号: 学校代号: 11845 UDC: 密级: 学 号: 2111403018 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文 （工学硕士） UWB组网定位算法研究 陈惠雄 指导教师姓名、职称： 徐杜 教授 学科(专业)或领域名称：信息与通信工程 学 生 所 属 学 院： 信息工程学院 论 文 答 辩 日 期： 2017年06月 万方数据
    万方数据
    A Dissertation Submitted to Guangdong University of Technology for the Degree of Master of Engineering Science (Master of Engineering Science) 万方数据 Research on Positioning Algorithm Based on UWB Master Candidate: Chen Huixiong Supervisor: Xu Du June 2017 School of Information Engineering Guangdong University of Technology Guangzhou, Guangdong, P. R. China, 510006
    摘要 摘要 随着科学技术的迅猛发展，人们对位置服务的需求变得越来越多，对位置定位精 度的要求越来越高。位置服务产业在智慧城市、救灾减灾、物联网等诸多领域都存在 广阔的市场。现如今，全球定位系统 GPS 已经有效解决了室外的定位问题，同时随着 生活水平的提高，人们对部分特殊病人（如：老年痴呆症患者、高危传染病患者以及 精神状态异常患者等）的安全监护问题也变得越来越重视，对位置服务的关注重心也 开始从室外逐渐转移到室内。 由于室内环境复杂，存在大量非视距因素，传统的室内无线定位技术如：射频识 别、蓝牙、超声波等，在定位精度上已经很难满足人们的需求。而超宽带技术以其具 有的抗干扰能力强、穿透能力强和定位精度高等适合于室内定位环境的优点，在室内 人员精确定位上得到人们更多的青睐。本文也将在基于超宽带技术的定位算法上展开 研究。 首先，本文研究了超宽带信号与室内传输信号模型的特性，并选用 IEEE802.15.4a 模型作为本文的超宽带信道模型。接着介绍了几种超宽带定位中常用的测距方法和经 典定位算法，并对误差的主要来源和对非视距误差的鉴别与抑制方法展开讨论。详细 介绍了三种非视距鉴别与抑制算法，分别为：N-Taylor 算法、基于几何面积的鉴别算 法和基于 Chan 的残差加权算法。 然后，结合双向测距 TWR 与到达时间差测距 TDOA 的测距原理，提出一种 TWR/TDOA 混合测距的方法，该测距方法不需要考虑参考节点与目标节点时钟同步， 同时有效减小了 TWR 测距阶段由节点对信号响应时造成的时延误差问题。在非视距误 差问题的处理上，本文在基于几何面积的鉴别算法和基于 Chan 的残差加权算法的基础 上进行适当修改，并通过迭代加权的方式对测距估计值进行修正，直到其结果到达规 定的门限值为止，从而降低系统的定位误差。 最后，本论文采用 MATLAB 软件，在室内环境下和视距与非视距环境下分别对经 典 Chan 算法、经典 Taylor 算法、几何面积鉴别法与本文提出的 TWR/TDOA 混合定位 算法进行了仿真实验与分析，结果表明，无论在视距还是非视距仿真环境下，本论文 提出的基于 TWR/TDOA 的混合定位算法的定位精度更高，定位位置的稳定性更好。 I 万方数据
    广东工业大学硕士学位论文 关键词：室内定位；超宽带；非视距误差；TWR；TDOA 万方数据 II
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