基于最小二乘的超宽带(UWB)室内高精度定位系统实现文献综述

 2022-11-01 02:11

文献综述(或调研报告):

无线定位系统要实现定位,一般是要先获得和位置相关的变量,建立定位的数学模型,然后再利用这些参数和相关的数学模型来计算目标的位置坐标。按照测量参数的不同,UWB的定位方法可分为基于接收信号强度(RSS,Received Signal Strength)法、基于到达角度(AOA,Angle of Arrival)法和基于接收信号时间(TOA/TDOA,Time/Time Difference of Arrival)法。基于接收信号强度法是由测量节点间能量的情况来估计距离的。这种方法操作简单,成本较低,但容易受多径衰落和阴影效应的影响,从而导致定位精度较差。基于信号到达角度法是通过测量未知节点和参考节点之间的角度来估计位置,通过多个基站的智能天线矩阵测量从定位目标最先到达的信号的到达角度,从而估计定位目标的位置。但是由于UWB无线电信号具有非常宽的带宽,多径效应明显,再加之室内环境下,障碍物较多,从各种物体上反射回来的信号将严重影响角度的估计,因而此方法不适用于UWB定位。基于接收信号时间法是由接收信号的传播时间来估计距离的。它充分利用UWB超宽带宽、时间分辨率高的优势,定位精度最高。

UWB定位算法中位置的估计就是求解定位方程组以获得目标所在位置坐标的过程。根据基于接收信号时间法,我们可以建立一个非线性方程组。对非线性方程组的求解算法即为UWB定位算法。目前的求解方法主要有:最小二乘估计法、泰勒序列展开法、极大似然估计法等等。

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