UWB定位算法概览
超宽带(UWB)信号对距离的分辨精度超过其他定位技术,所以是目前室内跟踪定位研究的热点。UWB室内定位系统根据信号特征去设定技术参数,然后建立恰当的数学模型,求出所设定的参数,最后确定坐标,获得目标的位置,通常是采用基于测距的定位技术并辅以跟踪滤波算法。
1:到达时间定位法
到达时间(Time Of Arrival,TOA)定位技术主要是利用基站发射信号到移动位置接收信号的时间信息从而获得两者之间的距离信息,进而完成位置的估计。该距离信息可以使移动目标与每个已知基站建立一个以参考基站为圆心,半径为距离信息的圆周方程。多个圆周方程的交点就是待测目标的位置。
2:到达时间差定位法
到达时间差法(Time Difference Of Arrival, TDOA)定位的原理是测量出两个不同基站与移动目标之间的到达时间的差值,乘以速度就可得出一个固定的距离差值。根据移动位置到两个基站的距离差能建立唯一的一条双曲线,然后凭借多基站建立双曲线方程组求解获得移动目标的坐标。
3:到达角度定位法
到达角度(Angle of Arrival,AOA)定位法通过参考基站的天线阵列取得移动目标所携带的标签发射信号的到达方向,然后计算出秘动目标与参考基站之间的角度大小,求出方位线的交点就是待测目标的估计位置,A0A 定位是一种测向技术。
4:接受信号强度定位法
接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)的定位方法是根据接收信号的强度,利用发射信号的强度值和室内外的信道衰落模型,得出移动目标与定位基站间的距离,进而得出待测目标的位置。
5:联合定位法
基于上述4种定位技术,在定位过程中,随着信道环境的变化,UWB室内定位的精度和性能会发生巨大变化,因此,如果只采取以上定位方法的一种是很难适用于全部信道环境的,当然更无法保证移动目标在无线网络覆盖区域内不同位置都拥有较好的定位精度。为了有效提高定位精度,多基站协同、多种定位方式联合是目前定位技术的主要趋势。这些融合的定位方式包括TOA-AOA、TDOA-AOA及TOA,TDOA-AOA 等。
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