《泛在環境下精確無線定位關鍵技術研究》是依託北京交通大學，由趙軍輝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：泛在環境下精確無線定位關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙軍輝
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
泛在精確定位是指在任意時間、地點，在統一時空基準下，為人和物提供所需的精確位置信息的技術。提高泛在環境、異構網路中的無線定位精度，實現無縫導航成為亟待解決的技術問題。本課題將基於統計信號處理、數據融合、人工智慧等理論，研究未來無線定位系統中的關鍵技術，實現利用泛在信號的精確定位方案，具體研究內容包括：1.採用干擾抑制，波束賦形等技術，對定位方案中利用蜂窩移動通信系統的定位技術進行改進；2.最佳化時間同步和協作定位技術，對方案中利用低軌道衛星信號的定位技術進行最佳化；3.改進傳統室內定位的最佳化算法，並針對隧道場景，提出定位中繼方案；4.改進數據融合算法，實現無縫定位；5.開創研究自適應進化定位系統等前沿課題。力圖通過對上述內容的研究，提出適用於泛在環境、具有快速、精確和魯棒性等特點的無線定位方案。
結題摘要
隨著無線通信技術的飛速發展，各個領域對位置信息的需求呈現爆炸式增長。定位系統作為一個國家重要的基礎設施，是民航、地面交通、通信系統、授時服務等重要行業的基礎保障，因此定位系統的有效性，是社會發展和現代生活的重要基礎保障條件。然而，由於GPS（Global Position System，全球衛星定位系統）在室內、微蜂窩小區等環境下難以完成定位。因此，高精度的非導航衛星定位方法是未來影響社會發展的關鍵技術。 首先，在下一代蜂窩網路中，結合鑑別消除技術和解算最佳化方法的優點，分別利用距離幾何濾波算法和距離幾何約束算法對NLOS誤差進行進一步校正，從而最佳化測量值，得到更高的定位精度；針對一些通信網路環境的嚴苛產生了可測性問題而不能對移動節點完成定位的問題，項目組提出一種基於TOA技術的採用多圓相交方式的協作定位估計算法，其精度比最小二乘算法提高了一半左右；針對多徑傳播嚴重影響定位精度的問題，提出兩種路徑推測定位方法；最後將定位算法延伸至無線感測網中，解決無線感測網異構錨節點時延同步問題。其次，針對低軌道衛星定位技術的研究，主要提出了一種基於參考站的低軌雙星定位算法，此算法基於到達時差（TDOA）和到達頻差（FDOA），將時間同步、定位與具有未知位置的靜態參考錨連線在一起，仿真結果表明，我們的測量模型具有很好的擬合性，所提出的估計器可以成功地跟蹤接收器位置和其相對於參考錨點的速度，並且具有良好的精度。再次，在基於空間受限的室內環境中，研究了基於支持向量機算法的指紋匹配定位技術，通過對採集數據質量分析，更精確的建立符合定位環境的指紋庫，實現較高定位精度，並設計實現相應室內定位系統；在基於車載隧道場景下，提出“中繼定位”的概念，將RSSI與航跡推算結合，補償由高速運行帶來的瞬移誤差，並且利用UAV輔助進行其他一些受限環境的列車定位最佳化。仿真結果表明，相對於直接定位方式，本文提出的中繼定位方案能有效的提高列車內部移動終端的定位精度。最後，對於定位信息融合及泛在環境下無縫切換，基於定位精度加權的數據融合的無縫定位方法，採用了Wi-Fi 信號和運動感測器結合進行室內定位，GPS進行室外定位的方案，並設計了一種高精度的室內外無縫定位切換策略，同時消除了在以往切換過程中可能出現的桌球效應情況。
