【摘 要】
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随着现代化工业和社会服务的发展,无线定位系统在物流仓储,智能工业,人员搜救等多个领域的重要性日益增加。因为社会信息化的发展对室内外定位服务提出了更高的要求,所以现代定位服务向着全时段、全覆盖,高精度,低时延的方向发展。定位服务可以使用多种数据源,无线信号是其中性能优越,运用最广泛的定位方式。在室外最常见的是卫星定位导航系统,在室内则可以使用无线射频基站发射的无线信号来定位,常见的有5G信号、Wi
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随着现代化工业和社会服务的发展,无线定位系统在物流仓储,智能工业,人员搜救等多个领域的重要性日益增加。因为社会信息化的发展对室内外定位服务提出了更高的要求,所以现代定位服务向着全时段、全覆盖,高精度,低时延的方向发展。定位服务可以使用多种数据源,无线信号是其中性能优越,运用最广泛的定位方式。在室外最常见的是卫星定位导航系统,在室内则可以使用无线射频基站发射的无线信号来定位,常见的有5G信号、Wi Fi信号等。在无线定位过程中,多径效应对定位精度具有较大影响,因此减少定位信号中的多径信号的影响对定位系统具有重要意义,本文针对室外的卫星导航信号和室内无线信号提出了两种方案来减少多径效应的影响,提高定位精度。本文的具体研究内容如下:1.研究了卫星定位的基本原理,使用伪随机码进行测距。总结了无线定位原理和算法,比较了信号强度、到达时间和到达角度等无线定位观测量的优劣。重点研究了基于测距信息的最小二乘、卡尔曼滤波等几何定位算法,这些方法需要得到发射机与接收机间的距离和角度等几何参数。另一种指纹定位算法使用指纹特征信息建立离线指纹库定位,无需知道距离和角度。2.室外主要使用卫星信号定位,城市中的室外环境仍存在多径信号影响定位精度。研究了BOC信号的调制原理,在此基础上介绍了正交复用二进制偏移载波(QMBOC)调制的改进之处。接收机产生本地闸波波形用于码跟踪环能够提高抗多径性能。因此根据北斗B1C信号的QMBOC调制方法,为其中包含的BOC(1,1)和BOC(6,1)分量单独设计了闸波波形。产生的两种闸波波形在接收机本地码环与接收到的信号分量进行互相关操作,得到的结果输入鉴相器。本文提出的方法能得到无模糊的鉴相函数,并且提高了系统的抗多径性能。仿真结果显示本文提出本地闸波方法对应的多径误差包络面积相比于现有的方法减少约33%。3.本文针对室内多径的无线环境,提出了一种基于正交频分复用(OFDM)的多载波测距定位系统。选择OFDM的三个子载波携带定位信息,接收机通过参考节点发射的定位信号进行测距定位,建立三频观测模型减少噪声的影响。证明了OFDM测距的克拉美罗界。仿真实验表明信号参数与测距定位结果之间的关系。本方法其他室内定位方法相比提高了定位准确性,在高信噪比条件下能够达到5厘米左右的定位精度。
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