基于GPS的室内无线定位系统研究

发布时间：2017-10-09 14:23

  本文关键词：基于GPS的室内无线定位系统研究

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【摘要】：全球定位系统(GPS)能够实现高达98%的全球覆盖率,并且提供实时、全球性和全天候的导航定位服务,该系统已被各领域广泛应用。但是,随着社会、经济的不断进步和人们对生活质量要求的不断提高,室内定位的发展前景也是不容小视的。在大型室内环境中如在图书馆、博物馆、展厅、机场、仓库、超市、医院、矿井作业、火灾现场等,想要得到位置信息,应用全球定位系统是很难实现的。当GPS接收机在室内工作时,信号要到达接收机避免不了要穿过层层障碍,由于信号遇到障碍物时衰减很严重,定位精度很低甚至不能够实现定位。因此,在这种情况下就产生了室内定位技术,随即便出现了各种各样的室内定位技术和定位方法。本文设计的是以5.8GHz为载波的室内定位系统,主要对接收机进行了分析设计。 本文简要的介绍了GPS室内定位技术,由于该技术存在的不足引出了其他无线室内定位的技术。并详细地介绍几种无线室内定位技术和定位方法的原理及其各自的优缺点。本文设计的是基于5.8GHz载波的室内定位系统,它主要由固定在室内的发射机、参考点和位置可变的接收机够成。本文主要对接收机的设计展开详细的叙述,接收机的设计主要由射频处理和基带处理两部分组成。射频部分的目的是将接收机接收到的射频信号转换为中频,它主要由低噪声放大电路、滤波电路、混频(下变频)电路、和解调电路等几部分构成。本文对各部分的功能进行详细的说明,并依照各部分的性能指标对其所使用的芯片进行选型,对选择的芯片性能和使用方法做了详细的叙述。基带处理部分的目的主要是对数字信号的处理得到导航定位数据,其中最为重要的是捕获和跟踪两部分。本设计采用并行码相位捕获算法对信号进行捕获得到粗略的频率和码相位值、采用载波和码跟踪相结合的跟踪算法对捕获到的信号进行跟踪得到精确的频率和码相位。并基于Matlab平台采用美国科罗拉多大学利用射频前端采集获得的GPS信号数据对以上两种算法进行仿真。
【关键词】：室内定位 5.8GHz 接收机 射频处理 跟踪 捕获
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TN967.1
【目录】：

• 论文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 室内定位研究现状及发展趋势12-13
• 1.3 本文研究内容和创新之处13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 第二章 室内定位技术及方法15-24
• 2.1 室内GPS定位技术15
• 2.2 室内无线定位技术15-18
• 2.2.1 超声波定位技术15-16
• 2.2.2 红外线定位技术16
• 2.2.3 蓝牙定位技术16-17
• 2.2.4 射频识别定位技术17
• 2.2.5 其他室内定位技术17-18
• 2.3 室内定位方法18-23
• 2.3.1 TOA方法18-19
• 2.3.2 TDOA方法19-21
• 2.3.3 AOA方法21-22
• 2.3.4 RSSI方法22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 室内定位系统实现24-33
• 3.1 基于5.8GHz载波的室内定位系统的设计24-26
• 3.1.1 发射机构架25
• 3.1.2 接收机构架25-26
• 3.2 接收机指标分析26-28
• 3.2.1 接收机噪声26-27
• 3.2.2 接收机灵敏度27
• 3.2.3 接收机动态范围27-28
• 3.3 定位解算28-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 室内定位接收机的设计33-44
• 4.1 接收机方案33-35
• 4.1.1 超外差式接收机33-34
• 4.1.2 直接下变频方案34
• 4.1.3 镜频抑制接收方案34-35
• 4.1.4 数字中频方案35
• 4.2 接收机射频前端的设计35-43
• 4.2.1 低噪声放大器选择36-38
• 4.2.2 滤波器选择38-39
• 4.2.3 混频电路的选择39-41
• 4.2.4 BPSK解调电路的选择41-43
• 4.3 本章小结43-44
• 第五章 接收机的基带信号的处理44-58
• 5.1 捕获44-49
• 5.1.1 信号捕获的基本概念44-45
• 5.1.2 串行捕获45-46
• 5.1.3 并行捕获46-49
• 5.2 跟踪49-52
• 5.2.1 载波跟踪49-50
• 5.2.2 码跟踪50-52
• 5.3 基带信号处理仿真52-57
• 5.3.1 捕获算法仿真52-55
• 5.3.2 跟踪算法仿真55-57
• 5.4 本章总结57-58
• 第六章 总结与展望58-59
• 6.1 总结58
• 6.2 展望58-59
• 附录 英文缩略语59-60
• 参考文献60-62
• 致谢62

【参考文献】

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本文编号：1000675