基于UWB的移动定位算法研究

发布时间：2017-08-23 07:16

  本文关键词：基于UWB的移动定位算法研究

  更多相关文章： UWB TOA NLOS 卡尔曼滤波

【摘要】：随着科技的进步,无线传感网络被应用到越来越多的方面,例如环境监测、地质勘探、军事侦察等领域,逐渐改变着人们的生活方式。随之而来的无线定位技术也受到了更多人的关注,人们对获得更低成本、更快速度、更高精度的定位服务也有了更大的需求。在可用频谱资源日趋紧张的情况下,超宽带技术以其特有的高传输速率、低发射功率、高保密性等优势脱颖而出,具有很高的研究价值。本文以超宽带通信为对象,在了解传统算法之后进行合理改进。论文的起始部分介绍了超宽带通信从产生、发展到现实应用的成长历程,结合Matlab软件进行仿真,介绍了如何生成超宽带信号,并重点研究了超宽带通信过程中的信号发射、接收流程和信道模型；然后分析了几种无线传感网络中的传统测距方式,通过原理分析和软件仿真进行了对比；接着对比分析了三种传统的定位算法,验证了各自的定位精度；最后构建了NLOS(Non Line of Sight)误差模型并使用卡尔曼滤波器进行处理,然后结合牛顿迭代法改进了方程组非线性的问题,并在软件平台上进行了未知节点定位的仿真测试。从Matlab结果图可以看出,本文采用的改进算法较传统方式较大地减小了定位误差,取得了良好的效果。
【关键词】：UWB TOA NLOS 卡尔曼滤波
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 一 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及意义9
• 1.2 UWB技术的特点及应用9-11
• 1.2.1 UWB技术的特点9-10
• 1.2.2 UWB技术的应用10-11
• 1.3 UWB技术国内外研究现状11-12
• 1.4 研究内容及章节安排12-14
• 二 UWB技术概述14-30
• 2.1 UWB的定义14
• 2.2 UWB的实现方式与仿真14-20
• 2.2.1 冲激无线电14-19
• 2.2.2 多频带UWB19-20
• 2.3 UWB的信道模型与仿真20-26
• 2.3.1 IEEE 802.15.3a信道模型21-24
• 2.3.2 IEEE 802.15.4a信道模型24-26
• 2.4 UWB的接收方式26-29
• 2.5 本章小结29-30
• 三 UWB无线定位技术30-39
• 3.1 基于测距的定位算法30-36
• 3.1.1 常用的节点测距方法30-34
• 3.1.2 适合UWB的测距方法分析及评价34-36
• 3.2 无需测距的定位算法36-37
• 3.2.1 质心算法36-37
• 3.2.2 DV-Hop算法37
• 3.3 影响定位精度的主要因素37-38
• 3.3.1 多径效应37
• 3.3.2 非视距传播(NLOS)37-38
• 3.3.3 多址干扰38
• 3.4 本章小结38-39
• 四 基于UWB的移动定位算法39-49
• 4.1 经典的定位算法39-43
• 4.1.1 三边定位法39-40
• 4.1.2 极大似然估计法40-41
• 4.1.3 泰勒级数展开法41-43
• 4.2 基于卡尔曼滤波的定位算法43-45
• 4.2.1 卡尔曼滤波原理43-44
• 4.2.2 基于卡尔曼滤波的定位算法44-45
• 4.3 改进的UWB定位算法45-48
• 4.4 本章小结48-49
• 五 总结与展望49-50
• 5.1 课题总结49
• 5.2 课题展望49-50
• 参考文献50-52
• 致谢52

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本文编号：723678