uwb精确定位算法的研究.pdf

北京交通大学
硕士学位论文
UWB精确定位算法研究
姓名：庞艳
申请学位级别：硕士
专业：通信与信息系统
指导教师：陈常嘉;张立军
20060201
摘要成为未来无线定位技术的首选。丶省砍泶范ㄎ痪ǘ仁泳喾鞘泳无线定位正变得日益重要，但是现有的定位技术还不能满足这些要求，而超宽带技术的发展给定位技术的发展提供了一个新的广阔空问，目前，范ㄎ徊捎玫乃惴ㄖ饕J谴扯ㄎ凰惴ǎㄎ痪ǘ榷于小型货物的定位还远远不够。本论文针对传统定位算法在短距离时精度不高的问题，首先分析了传统定位算法的优缺点，讨论了在视距条件下基站数目选择，指出要获得更高的定位精度，不能单纯依靠不断增加基站的方法，固定基站的算法已经可以获得较好的精度：然后提出了改进的时间平均算法，使定位精度得到了很大的提高，时间平均算法的定位精度在平均次数为的情况下已经达到，基本可以满足精确定位的需求；接着讨论了如何选择基站位置的问题，基站采用，按照两上两下一中央的位置放置，精度可达到，比同一平面的情况提高了％，对于室内精确定位很有优势；之后分析了非视距条件下传统算法的特点，提出了简单的抑制方法，其定位精度可以比简化的抑制算法的精度提高约柏％，达到韵拢杂贜室内定位来说是较理想的定位精度。最后对精确定位算法的进一步研究及应用作了展望。北京交逶大学硕士学位论文
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第一章绪论论文选题背景用扩展到民用领域的方方面面。饼唔是一个成功的定位系统，在战场上干扰的影响也较大，例如，在许多封闭的环境中，像大型库房，运输舰虽然事先对相应的货物进行了登记，但是一些登记表遗失了，更多的登近年来，全球定位系统挠τ萌涨鞴惴海釉缙诘牡ゴ烤可以为己方提供一定精度的地理位置信息，大大提高了作战效能，是数字化部队的基础。在民用方面，越来越多的汽车安装了低常Ｕ行车的安全，被驾驶员称为汽车“守护神”。低晨梢郧岫拙俚氖迪秩蚨ㄎ唬谛矶嘤τ贸『先杂薪大的局限性【俊Ｊ紫龋杂谀承┯τ茫ǘ纫纋ǖ停纠疵裼肎的精度就比军用的差，尽管采用差分算法后精度有较大提高，但在许多要求高精度定位的应用中，仍嫌不够；其次，低炒嬖谒狼艿绱的甲板舱内，由于根本无法接收到藕牛ㄎ灰簿臀薮铀灯鹆恕Ｈ何实现上述环境下的精确定位，已经成为一个亟待解决的问题。现代战争中，物资消耗巨大，以弹药为例，每个士兵每天的消耗是第二次世界大战时的几十倍甚至更多；此外，要求反应快，稍有怠慢，就会丧失战机，甚至影响战略全局，而物资的及时供应和补给，则是实现快速反应的基础。这些都对后勤保障提出了严格要求。通常，军用物资的种类多，数量大，运输强度高，如何在纷繁复杂的物资中分门别类，将物资及时准确的送到响应的部队中，则成为后勤保障成功与否的关键。第一次海湾战争中，美军的后勤保障部门共运送了，嘀患跋洌这些集装箱中装载了各种各样的设备，要根据不同需要送到相应的部队。北京变逶丈学硕士学位论文
在精确定位系统中，超宽带彻甒效率，保证后勤供应。在队低持校邮栈旁诩父通常是四个记表则不准确。在无法依据登记表确知集装箱所装货物的情况下，只有湾战争后，美军后勤部门便立即着手开发用于库房的精确定位系统【俊超宽带精确定位系统的研究，在国际上仍处于起步阶段，在研项目开箱确认。在整个战争期间，共有，嘀患跋浔恢匦麓蚩!Ｈ绱巨大数目的集装箱开箱清点，不仅延误了物资的运送时间，使部队无法按时得到各自需要的补给，而且在开箱过程中还会造成物资的遗失和进一步的损失。统计表明，仅此一项造成的损失竟达亿美元。因此，海当前我军的情况也不容乐观，后勤保障亦存在同样的问题，如不及时解决，在未来战争中将冒极大风险。从民用的角度看，精确定位系统同样有着十分熏要的意义。对于大型货场，车站和码头，一旦实现货物的精确定位，就可以实现自动化操作，大大提商工作效率，避免人力物力浪费，利于国民生产【俊，技术有很大的优势—俊Ｊ紫龋泶尴呒际跷阈枵加眯缕刀危捎诩ǖ偷纳淦倒率，它可以使用已分配的频段；其次采用超宽带技术的定位方法能够有效对抗多径，提高在复杂电波传播环境下的定位精度；第三，超宽带信号具有很强的穿透能力，非常适合阻挡物较多的室内环境定位：最后，理论上超宽带定位的精度可达识晌>范ㄎ坏氖籽》桨浮不多，最典型的是美国海军的超宽带轆统【俊５较低秤糜谠耸浣⒌募跋涠ㄎ缓凸芾恚岣呔梦镒实脑耸固定位置．，每个集装箱中放置一台信标发射机，间歇发送脉冲，脉冲信号中包含集装箱的标识号码和货物信息。接收机根据收到的北京交通大学硕士学位论文