基于GNSS、蜂窝网与Wi-Fi信号的融合定位算法研究
发布时间：2022-02-18 11:46
随着移动设备的普及以及定位系统的完善,人们对于导航定位的需求越来越迫切。保证在不同定位场景中的有效定位可以显著提升导航定位的服务水平。在室内和室外环境中,基于GNSS、Wi-Fi和蜂窝网的定位算法均获得了广泛研究。本文主要研究Wi-Fi辅助的GNSS定位算法以及Wi-Fi与蜂窝网融合的定位算法。根据接收到的卫星、无线接入点和蜂窝基站个数的不同,本文将定位场景分成不同的区域,包括室外、室内外交界区和室内区域。在室外区域中,采用GNSS三边定位法进行定位。在室内外交界区,本文根据接收到的卫星和接入点个数的不同,提出Wi-Fi与GNSS的辅助和融合算法。当卫星个数不足以进行定位时,本文利用Wi-Fi信息来确定接收机所位于的楼层,然后利用楼层信息辅助GNSS进行定位。此楼层确定算法分粗分层和细分层两步进行,无需对每一个指纹点进行匹配,提高了定位效率。当可接收到足够定位的卫星和无线接入点信号时,本文利用组合卡尔曼滤波算法来提高定位的精度。在室内区域中,接收机可能无法接收到足够的卫星信号。而Wi-Fi信号在室内环境中覆盖广泛,因此本文首先考虑利用Wi-Fi信号进行室内定位。本文提出基于改进的WKN...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源及研究目的
1.1.1 课题来源及背景
1.1.2 课题研究目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文结构安排
2 定位相关技术原理简介
2.1 GPS定位
2.1.1 GPS基本工作原理
2.1.2 GPS伪距定位法
2.2 基于Wi-Fi的定位技术
2.2.1 基于信号强度的定位法
2.2.2 基于位置指纹的定位法
2.3 基于蜂窝网的定位技术
2.3.1 辅助GNSS
2.3.2 增强型Cell-ID
2.3.3 观察到达时间差
2.4 融合定位算法
2.4.1 信号源切换算法
2.4.2 信号源融合算法
2.5 本章小结
3 Wi-Fi辅助的GNSS定位
3.1 系统模型
3.2 Wi-Fi辅助的GNSS定位
3.2.1 离线楼层数据库建立
3.2.2 在线楼层确定
3.2.3 楼层确定准确度分析
3.2.4 楼层辅助GNSS定位
3.3 GNSS与Wi-Fi融合定位
3.3.1 滤波模型
3.3.2 滤波过程
3.3.3 组合卡尔曼滤波
3.4 本章小结
4 Wi-Fi与蜂窝基站融合定位算法
4.1 基于改进WKNN算法的Wi-Fi定位
4.1.1 改进离线阶段
4.1.2 改进在线阶段
4.2 Wi-Fi与基站融合定位算法
4.2.1 BP神经网络简介
4.2.2 基于BP神经网络的融合定位算法
4.3 本章小结
5 实验仿真与分析
5.1 Wi-Fi楼层确定算法仿真与分析
5.2 Wi-Fi与GNSS融合定位仿真与分析
5.3 改进WKNN定位算法仿真与分析
5.4 Wi-Fi与蜂窝网融合定位仿真与分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于K近邻法的WiFi定位研究与改进[J]. 吴泽泰,蔡仁钦,徐书燕,吴小思,傅予力. 计算机工程. 2017(03)
[2]基于WiFi的混合定位算法研究[J]. 殷富成,吴栋,王艳,纪志成. 系统仿真学报. 2016(12)
[3]基于三角定位算法的WiFi室内定位系统设计[J]. 黄华晋,秦建息. 广西科学院学报. 2016(01)
[4]融合WIFI与蜂窝网络定位的切换方法研究[J]. 李佳. 电子技术与软件工程. 2015(17)
[5]LTE系统中的Mean-OTDOA定位算法[J]. 陈亚军,彭建华,黄开枝,罗文宇. 计算机应用研究. 2014(06)
[6]浅析飞蜂窝技术发展[J]. 王坚. 电子世界. 2013(14)
[7]基于LAMBDA方法的GPS动态相对定位[J]. 李一鹤,沈云中,李博峰. 测绘工程. 2011(01)
[8]基于三角形与位置指纹识别算法的WiFi定位比较[J]. 卢恒惠,刘兴川,张超,林孝康. 移动通信. 2010(10)
[9]认识GPS的起源与组成[J]. 刘军静. 硅谷. 2009(08)
[10]CDMA网络中TSOA/AOA定位跟踪技术[J]. 程爱华,葛宝忠,季中恒. 计算机工程. 2009(05)
博士论文
[1]基于位置指纹的WLAN室内定位技术研究[D]. 孙永亮.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]基于深度学习的WIFI定位算法[D]. 覃玉清.南京大学 2014
[2]蜂窝无线网络中手机定位算法的研究[D]. 徐娟.北京邮电大学 2013
[3]支持向量机与卡尔曼滤波算法在组合导航中的应用研究[D]. 陈磊琛.中国地质大学 2010
[4]BP神经网络的算法改进及应用研究[D]. 孙娓娓.重庆大学 2009
本文编号：3630779
【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源及研究目的
1.1.1 课题来源及背景
1.1.2 课题研究目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文结构安排
2 定位相关技术原理简介
2.1 GPS定位
2.1.1 GPS基本工作原理
2.1.2 GPS伪距定位法
2.2 基于Wi-Fi的定位技术
2.2.1 基于信号强度的定位法
2.2.2 基于位置指纹的定位法
2.3 基于蜂窝网的定位技术
2.3.1 辅助GNSS
2.3.2 增强型Cell-ID
2.3.3 观察到达时间差
2.4 融合定位算法
2.4.1 信号源切换算法
2.4.2 信号源融合算法
2.5 本章小结
3 Wi-Fi辅助的GNSS定位
3.1 系统模型
3.2 Wi-Fi辅助的GNSS定位
3.2.1 离线楼层数据库建立
3.2.2 在线楼层确定
3.2.3 楼层确定准确度分析
3.2.4 楼层辅助GNSS定位
3.3 GNSS与Wi-Fi融合定位
3.3.1 滤波模型
3.3.2 滤波过程
3.3.3 组合卡尔曼滤波
3.4 本章小结
4 Wi-Fi与蜂窝基站融合定位算法
4.1 基于改进WKNN算法的Wi-Fi定位
4.1.1 改进离线阶段
4.1.2 改进在线阶段
4.2 Wi-Fi与基站融合定位算法
4.2.1 BP神经网络简介
4.2.2 基于BP神经网络的融合定位算法
4.3 本章小结
5 实验仿真与分析
5.1 Wi-Fi楼层确定算法仿真与分析
5.2 Wi-Fi与GNSS融合定位仿真与分析
5.3 改进WKNN定位算法仿真与分析
5.4 Wi-Fi与蜂窝网融合定位仿真与分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于K近邻法的WiFi定位研究与改进[J]. 吴泽泰,蔡仁钦,徐书燕,吴小思,傅予力. 计算机工程. 2017(03)
[2]基于WiFi的混合定位算法研究[J]. 殷富成,吴栋,王艳,纪志成. 系统仿真学报. 2016(12)
[3]基于三角定位算法的WiFi室内定位系统设计[J]. 黄华晋,秦建息. 广西科学院学报. 2016(01)
[4]融合WIFI与蜂窝网络定位的切换方法研究[J]. 李佳. 电子技术与软件工程. 2015(17)
[5]LTE系统中的Mean-OTDOA定位算法[J]. 陈亚军,彭建华,黄开枝,罗文宇. 计算机应用研究. 2014(06)
[6]浅析飞蜂窝技术发展[J]. 王坚. 电子世界. 2013(14)
[7]基于LAMBDA方法的GPS动态相对定位[J]. 李一鹤,沈云中,李博峰. 测绘工程. 2011(01)
[8]基于三角形与位置指纹识别算法的WiFi定位比较[J]. 卢恒惠,刘兴川,张超,林孝康. 移动通信. 2010(10)
[9]认识GPS的起源与组成[J]. 刘军静. 硅谷. 2009(08)
[10]CDMA网络中TSOA/AOA定位跟踪技术[J]. 程爱华,葛宝忠,季中恒. 计算机工程. 2009(05)
博士论文
[1]基于位置指纹的WLAN室内定位技术研究[D]. 孙永亮.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]基于深度学习的WIFI定位算法[D]. 覃玉清.南京大学 2014
[2]蜂窝无线网络中手机定位算法的研究[D]. 徐娟.北京邮电大学 2013
[3]支持向量机与卡尔曼滤波算法在组合导航中的应用研究[D]. 陈磊琛.中国地质大学 2010
[4]BP神经网络的算法改进及应用研究[D]. 孙娓娓.重庆大学 2009
本文编号：3630779
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