基于建筑结构的nlos定位误差消除算法

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1、学校代码10530学号201330111705分类号TN92密级公开硕士学位论文基于建筑结构的NLOS定位误差消除算法学位申请人王淼指导教师姚志强教授学院名称信息工程学院学科专业信息与通信工程研究方向无线通信理论与技术二○一六年六月六日AlgorithmforeliminatethepositioningNLOSerrorbasedonbuildingstructureCandidateWangMiaoSupervisorProf.YaoZhiqiangCollegeTheCollegeofInf

2、ormationEngineeringProgramInformationandCommunicationEngineeringSpecializationCommunicationTheoryandTechnologyDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDate2016-6-6摘要非视距误差是影响定位系统精度的主要原因，尤其是在室内定位系统中，由于建筑物的建筑结构会造成信号的非视距传播，使得接收端得到的信号测量值存在NLOS误

3、差，最终导致定位结果与真实坐标之间存在较大偏差。通过对现有的NLOS误差消除方法和定位系统了解学习之后，发现现有NLOS误差消除算法均在确定信号存在NLOS误差后，利用统计特性估计NLOS误差造成的具体偏差值，在密集的NLOS误差情况下，很难准确得到NLOS误差的具体大小，导致现有的室内定位系统易受室内建筑结构的影响，信号穿墙后室内定位系统的精度急剧下降。因此，需要研究一种能够应用于室内环境，且能准确计算出建筑结构造成的NLOS误差大小的算法，然后准确的消除掉NLOS误差，来提高室内定位的精度。本

4、文首先对建筑结构进行建模，构造了一种结构矩阵用于表示不同建筑结构类型的墙体；接着分析了建筑结构对信号传播的影响，对信号的TOA和RSSI测量值建立了一种基于建筑结构的误差模型。然后利用建筑结构的拓扑结构和误差模型，提出了一种基于建筑结构的NLOS误差消除算法。该算法结合现有的定位算法及其性能确定误差范围，利用能量损耗模型和误差范围分割方法，准确估计出TOA信号的NLOS误差大小，然后将修正TOA测量值回代到定位算法中，对定位坐标求精。最后，利用MATLAB软件对本文提出的基于建筑结构的误差模型和基

5、于建筑结构的NLOS误差消除算法进行验证分析。与其它误差模型相比，在基于建筑结构的误差模型下利用GTRS定位算法得到的坐标精度更高；再对各模型利用本文提出基于建筑结构的NLOS误差消除算法后，定位精度均有改善，基于建筑结构误差模型的定位精度提高了47.94%，传统高斯模型和对数正态模型的精度分别提高了20.5%和25.84%。该算法在定位精度上有明显的提高，具有一定的实用性。关键词：非视距误差；NLOS；建筑结构；室内定位；误差模型IAbstractNLOSerroristhemainreason

6、toaffecttheaccuracyofthepositioningsystem,especiallyintheindoorpositioningsystem,non-line-of-sightpropagationcausedbythearchitecturalstructureofthebuildingwillmaketheerrorofreceiversignalmeasuredvalueexist,eventuallyleadingtothegreatdeviationbetweenpo

7、sitioningresultandtherealcoordinates.ThroughlearningtheexistingmethodofeliminatingNLOSerrorandunderstandingtheexistingpositioningsystem,wefoundthattheexistingNLOSerroreliminationalgorithmwillestimatedthespecificdeviationcausedbyNLOSerrorafterconfirmed

8、thesignalerrorexsit,byusingthestatisticalproperties.itisdifficulttogetthespecificamountoftheNLOSerrorwhenerrorsinhighdensity.thusleadingtotheexistingindoorpositioningsystemiseasytobeaffectedbyinteriorarchitecturestructure,andtheaccuracydecline