矿山井下超宽带无线定位算法研究

发布时间：2021-10-22 14:43

　　针对矿山井下环境复杂,存在非视距（NLOS）传播以及多径现象,以及对人员和设备的定位精度要求高等现象,而传统的基于距离的无线传感网络定位技术,如RFID射频识别技术、WiFi定位技术等存在传输距离短、抗多径效应差、定位精度低等问题。在对现有的矿山井下目标定位技术系统分析的基础上,提出了一种基于超宽带技术的矿山井下联合无线定位方法。在发射与接收台之间采用超宽带UWB技术,采用粒子滤波算法进行位置估计,并用TDOA/RSS联合技术获得的观测信号对位置进行修正。实验结果表明,与传统单一的井下定位技术相比,基于粒子滤波的TDOA/RSS联合定位技术降低了多径和NLOS对井下目标定位精度的影响,提高了井下定位精度。本联合技术在具有更低成本、易实现的情况下,能够达到更高的定位精度。 

【文章来源】：西安科技大学学报. 2020,40(02)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

煤矿井下定位系统示意图

为了验证改进算法的功能,笔者进行了仿真。实验的硬件环境为台式电脑(Intel Core i5处理器、4 GB内存),实验环境为MATLAB 2016b,用IEEE802.15.4a作为信道仿真模型,采用其CM7和CM8信道,它的冲击响应如图2所示。从CM7和CM8信道冲击响应仿真图中可以看出,CM7信道中几乎接近理想的高斯、线性系统。而CM8信道类似于高度非线性、非高斯系统。煤矿井下环境比较恶劣,NLOS和非高斯噪声比较突出,因而采用CM8信道模拟煤矿井下环境,进行仿真验证。

从图3和图4的仿真结果中可以看出,TDOA/RSS定位算法与与单一的TDOA的算法相比较,在假设测量数据误差相等的情况下,TDOA/RSS定位算法的定位精度明显优于TDOA算法,而且TDOA/RSS定位算法的标准偏差也比通常的TDOA算法要小。图4 TDOA/RSS与TDOA标准偏差

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3451313