基于综合观测模型的目标位置估计算法概述

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1、基于综合观测模型的目标位置估计算法概述第一章引言1.1选题背景及意义在日常生活工作中，定位技术对于人类始终具有很重要的作用，随着科学技术的发展，人们对于这种需求越来越强烈，乃至渗透到了生活工作的每个角落。在2011年2月，著名风险投资公司KPCB的合伙人约翰?杜图尔图（johnDoerr)发明了SoLoMo这个词，把移动互联网的特征总结为下面三方面：社会的(Social)、位置的(Local)、移动的（Mobile)。移动互联网的位置特征正体现了现在定位技术的重要性。图1-1是对未来定位技术的展望。如图所示，在自动车驾驶的案例中，路况信息以及交通预警

2、都可以通过GPS、雷达、)，范围为50-100；低（L)，范围为>100。根据比较分析TOA、TDOA、RSSI、DOA四种基本定位方法的定位信息，参考节点与目标节点时间同步问题，定位精确度，是否需要视距，以及定位参考节点的数目这五个标准，如表2-1所示，我们看到，除DOA,其他的定位信息都与距离有关。TOA和TDOA需要时间同步，其他的定位信息不需要。DOA的定位精度相对于TOA,TDOA,RSSI低，但是参考节点数目需求少。除了RSSI，其他的定位方法对视距（LOS)都非常敏感。..第三章常用定位算法......203.1非线性定位....

3、..223.2线性定位......253.3线性方法与非线性方法性能分析比较......283.4本章小结......32第四章综合观测模型......354.1单一反射物目标位置估计......354.2NL0S识别......374.2.1非合作的NLOS识别......404.2.2合作的方法......424.4本章小结......45第五章PDOP和AOC的关系......505.1概述......505.2绝对距离下的PDOP.......525.3伪距情况下的PDOP......525.3.1理论分析......535.3.2仿真分析.

4、.....535.4本章小结......55第五章PDOP和AOC的关系5.1概述在第三章谈到了目标位置更好的估计性能落在参考节点的凸包内可以实现，因此这一章将重点研究定位精度与几何精度因子(PDOP，PositionDilutionofPrecision)和AOC(角度覆盖范围，Angleofcoverage)的关系。在无线通信系统、或者各种定位系统中，信道中各种特征值参数以及测量设备精度都会对定位产生影响。最常用来评估几何参数对最终定位精度的影响是几何精度因子GDOP(GeometricDilutionofPrecision)。GDOP由四种参数

5、描述，水平（二维）定位模糊度（HDOP，HorizontalDilutionofPrecision),高度定位模糊度（VDOP,VerticalDilutionofPrecision)，三维定位模糊度（PDOP，PositionDilutionofprecision),时间模糊度（TDOP，TimeDilutionofPrecision)。怎样获得最小的GDOP,在二维空间来说，即获得最小的PDOP,以此来提高定位精确度，在具有伪距信息的定位系统中伪距是一个重要的问题。在定位系统中，定位系统的测量误差的大小以及放大程度可以由PDOP来反映[29]。若

6、条件相同，定位的节点的PDOP越小，它的位置坐标就会越精确。因此，合理安排参考节点的布局，减小PDOP的值是定位系统模型设计中的重要一个过程。.结论本论文从TOA、TDOA、DOA、RSSI四种基本定位方法的几何模型出发，分析了他们的定位信息，推导了各个定位模型的矩阵形式、概率密度函数等数学模型，比较了各个模型的定位信息、定位精确度、时间同步以及需要的参考节点个数问题，介绍了定位几何模型的估计下限CRLB。并在此基础上讨论了LOS定位方法常用的算法，包括非线性定位算法NLS、ML，线性定位算法LLS、WLLS、subspace,tSPE进行了性能分析

7、。第四章为重中之重，提出了综合观测模型，介绍了综合观测模型提出的背景，相关的技术与原理，对目标位置的估计进行了相关的性能分析。总结了综合观测模型的优点与不足。第五章研宄了PDqP和方向角的关系，分为绝对距离与伪距两种情况。总结了最小精度因子下参考节点的几何分布问题。综上所述，本文取得的主要成果有：1)提出了基于TOA、DOA综合观测模型，在NLOS下进行数据融合，利用反射物可进行仅具有2个参考节点对目标位置进行估计的定位方法。2)提出了PDOP伪距下最小精度因子下参考节点的分布问题。