无线定位关键技术分析

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1、目录3．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯28第4章定位中的模糊及无解问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯294．1定位模糊及无解问题的数学过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯294．1．1平面定位模糊及无解问题的数学过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯294．1．2三维空间定位模糊及无解问题的数学过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯304．2定位模糊问题的仿真与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯324．2．1平面定位模糊问题的仿真与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯324．2．2空间定位模糊问题的仿真与分析⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯354．3定位模糊问题的处理方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯384．3．1平面定位模糊问题的处理方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯384．3．2空间定位模糊问题的处理方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯394．4定位中的无解问题及处理方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．394．4．1平面定位中的无解问题及处理方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯394．4．2空间定位中的无解问题及处理方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯404．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯4l第5章无线定位算法研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．435．1定位系统数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯435．2Fang算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯445．3Taylor级数展开法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．455．4Chan算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯475．4，1定位传感器的数目为4时的三维Chan算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯一475．4．2定位传感器的数目大于4时的三维Chan算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．485．5改进算法介

4、绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯505．6仿真实验及结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯525．7本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯55第6章总结和展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一57参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．59致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯65V目录在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．66VI第1章绪论1．1研究背景及意义从十九世纪末马可尼第一次向世人展示穿越海峡的无线电通讯系统到现在，已经有

5、一百多年的历史了，在此之间，无线电技术得到了空前的发展与应用，同时对人们生活的影响也变得越来越重要了。纵观无线通信技术的发展史，我们可以发现其早期的应用往往都是军事和商业领域，而一旦这项技术进入到人们的生活中去，它的发展势头将大大增加。特别是随着移动互联网技术的发展，无线定位技术也成了人们生活中普遍应用的一部分。比如汽车行驶中的导航系统、微信中利用用户实时位置信息的交友功能、微博中基于用户位置的签到功能以及大型物流中心人员及货品的管理等等，实际上这些服务都是建立在用户或者是目标的位置信息的基础上，也就是说它们的共同点都需要对目标进行实时定位。无线定位的发展可

6、以追溯到1936年英国的W．瓦特在索夫克海岸建立的第一个雷达站，以及在第二次世界大战中所使用的导航辅助设备。早期的系统有LORAN广域导航和着陆系统(ILS，InstrumentLandingSystem)。这类定位系统仅限于飞行器或者是较短距离范围内的航运领域。随着科技的进步，在经过五十年的发展以后，二十世纪八十年代末，美国的全球卫星导航系统(NAVSTARGPS，NavigationSignalAndRangingGlobalPositioningSystem)问世了。这个由空间卫星星座、地面监控网络以及用户接收设备组成的定位导航系统，能够完成实时、全天

7、候、全球覆盖，向所服务的用户提供较高精度的三维位置坐标信息。最初GPS的开发主要是供美国军方使用，不过不久就实现了向人们提供全球定位的多种用途。随着低成本芯片的研发与生产，使得移动终端设备和GPS技术完美的结合在了一起，造成了GPS呈现爆炸性的增长。现如今的发展趋势是将无线定位、因特网、位置数据库、数字无线通信等功能都集成在移动终端中。这种背景下，使得在户外的定位服务得到了保证。但是在室内或者城市建筑密集区等复杂环境中，由于建筑及其障碍物的遮挡，造成GPS信号受到严重干扰，无法完成定位，而这种情况下又恰恰需要很高精度的位置信息来提供服务，因此就需要针对这种环

8、境开发出新的定位系统。在目前比较有代表性的定位系统中