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定位方法研究

cnblogs str 接收 交點 收信 需要 半徑 http 同步

  超寬帶信號持續時間短,帶寬很高,時間分辨率強

  超寬帶定位精度高的原因:

  超寬帶幹擾低的原因:

基於接收信號強度的定位

  利用發射信號的強度值和信道衰落模型,得出待測標簽與基站之間的距離,進而得出待測目標的位置。

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  超寬帶信號從一個節點傳輸到另外一個節點要經過多徑效應、小尺度衰落以及路徑損耗和陰影效應。

  RSS方法必須在知道發送信號強度和信道衰落模型的情況下,才能利用接收信號強度值來估計待測標簽與基站之間的距離,要想獲得準確的測距值就需要知道信道的參數,而信號強度隨距離的衰落變化受信道特性的影響很大,

  因此RSS不能提供非常精確的位置估計

基於信號到達角度的定位

  通過基站的天線陣列獲得定位標簽發射信號的波達方向,從而計算出定位標簽與基站之間的角度,利用多個基站提供的角度值作為方位線,這些方位線的交點就是待測標簽的估計位置,AOA是一種測向技術。

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  解方程組可得出待測標簽的位置

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  在工程應用中,一般采用測量信號到達不同天線的時間差來獲得角度信息,如圖所示為利用利用天線陣列獲得AOA的估計值。

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  相鄰信號間的到達時間差為技術分享,因此可以通過信號到達時間差估計角度信息

  利用AOA方法進行定位通常需要天線陣列,這就增大了基站結構的復雜性和系統成本,而且,信號到達角度的估計精度決定了AOA定位的精度,而在超寬帶定位環境中受多徑及非視距影響大,這種情況下到達角度值會有較大偏差,因此AOA定位方法難以達到理想的定位精度。

基於信號達到時間的定位

  利用待測標簽發射信號達到基站的時間信息得出兩者的距離,進而完成位置估計。包括TOA TDOA,基於時間的超寬帶定位可以實現高精度定位。屬於測距定位技術

  TOA

  基於TOA的定位一般要求定位基站和待測標簽的時鐘完全同步,實質上是信號傳播時間的測量,定位基站接收待測目標發送的具有時間信息的數據,之後從接收到的數據中獲得時間信息,利用該時間信息與數據裏保存的發送時間信息進而得到信號傳輸時間,之後得到距離信息。然後利用該距離信息可以使待測目標與基站之間建立一個以基站為圓心,以距離信息為半徑的曲線方程,多個曲線方程的交點就是待測目標的位置。

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  解方程組可得待測目標的位置

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  TOA測量法要求目標節點與參考基站之間的時鐘完全同步,否則會有較大誤差。

  在實際中,目標節點與參考基站之間的時鐘完全同步較難實現,但各基站之間的時鐘同步較容易實現,

  為了解決時鐘同步的難題,可以利用TDOA方案來定位。

  TDOA

  TDOA

  

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