基于APIT和TSE算法的混合定位方法

讨论了距离无关的近似三角形内点测试(APIT)算法和基于信号到达时间差(TDOA)的泰勒级数展开算法(TSE)的优缺点,并在此基础上提出了利用两者进行混合定位.仿真的结果表明该混合定位方法能有效提高定位精度.     

基于总体最小二乘的泰勒级数展开的TOA的UWB定位方法

泰勒级数展开算法在求解非线性定位方程组中有着高精度、强顽健性的特点。针对其在TOA定位的初始值确定问题,提出一种基于总体最小二乘的泰勒级数展开的TOA的UWB定位算法。考虑TOA的测量误差,利用总体最小二乘评估目标点的初始位置,将此值作为泰勒级数展开点。最后,使用加权最小二乘迭代计算搜索最优值,从而实现目标点的精准定位。仿真结果表明,所提出算法在定位精度近似于真实值的泰勒级数展开算法的性能。     

NLOS环境下无线通信网络中的TDOA/AOA混合定位算法

为了提高在NLOS条件下无线定位的精度,采用多种测量值混合定位的方式,提出了一种TDOA/AOA最速下降混合定位算法.该算法以加权残差平方和为目标函数,以最速下降算法为最优化方法.然后,以几何结构的单反射圆盘模型进行仿真,分别利用TDOA/AOA最速下降混合定位算法、TDOA/AOA泰勒级数混合定位算法以及单纯的TDOA泰勒级数经典算法对无线通信网络中不同的定位环境进行了仿真计算.仿真结果表明,当参与定位的基站数目分别为3,4,5,6,7,反射圆盘半径分别为200,300,400,500,600,700m时,与后2种算法相比,TDOA/AOA最速下降混合定位算法的均方差、平均误差及最大误差均较小,即该混合定位算法具有更高的定位精度,且参加定位的基站数目越多,这种优势越明显.     

WCDMA网络中基于泰勒级数展开的TDOA定位技术研究

采用2步最小二乘算法得到的定位结果作为泰勒级数展开算法的初始估计值，并在WCDMA网络平台中进行了仿真和性能测试．该算法得到了比2步最小二乘算法更高的定位精度，精度接近基于真实值的泰勒级数展开算法，在第3代移动通信中具有较高的实用价值．     

基于电磁辐射到达时差的电弧故障定位及精度

为了实现利用电磁辐射信号进行配网电弧故障定位,提出了一种基于到达时差(time difference of arrival, TDOA)方法的Chan-LM协同定位算法。该算法采用Chan算法快速获得的初始点,再经过LM(Levenberg-Marquart)算法迭代修正定位结果。仿真分析了TDOA定位算法、电磁辐射传感器配置对定位精度的影响,结果表明Chan-LM协同算法比Chan算法的定位误差减小40%,参考主站位于中心位置的Y形布站方式,传感器所在海拔高度相同时的监测区域整体定位准确度较高。利用实测电弧电磁辐射波形验证了Chan-LM协同算法能够有效改善定位精度,为基于电磁辐射TDOA的电弧定位策略应用提供参考依据。     

基于粗大误差灰色判别的泰勒级数展开振源定位搜索算法

在利用搜索算法进行振动目标定位时,由于环境复杂性和干扰源频发性,导致时延差测量的一致性差,甚至出现粗大误差,且粗大误差出现的概率急增,而粗大误差的出现严重影响搜索算法的精度和收敛速度.针对这一问题,提出了一种基于粗大时延误差灰色判别和泰勒级数展开的定位搜索算法.算法根据灰色绝对关联度和信号的信噪比确定各个传感器的信度,然后从多个传感器中选择3个信度高的传感器进行定位,估计出振源坐标的初值,据此计算出各传感器的时延差,并与测量时延差作差值,得到多传感器的时延误差序列,再利用粗大误差灰色判别规则,判断并剔除粗大时延误差,最后,利用泰勒级数展开迭代搜索法确定振源位置.该算法能有效提高搜索速度和定位精度,增强了抗干扰能力.     

基于带符号残差加权的手机定位方法

在蜂窝网的移动终端定位中,非视距(NLOS)环境造成的误差是导致定位精度下降的主要原因.为降低NLOS误差的影响,本文提出了一种基于带符号残差加权的定位方法.该方法采用Chan算法算出移动台的初始位置,用带符号残差加权模型进行修正,再应用带符号残差辅助的泰勒级数展开法进行迭代,得到移动台的最终估计位置.仿真实验结果表明,与基于平方残差加权的方法相比,基于带符号残差加权的方法的定位精度平均提高约14.82%,可更加有效地抑制NLOS的影响.      

基于TDOA的卫星干扰源定位方法的研究

针对到达时间差/到达频率差（time difference of arrival /frequency difference of arrival,TDOA/FDOA）卫星干扰源定位系统中卫星速度难以准确预测,导致定位精度不高,尤其是在参考站数量较少时,定位误差较大的问题,提出了采用TDOA方法实现高精度单参考站卫星干扰源定位。研究了TDOA卫星干扰源定位原理,建立了定位数学模型,采用信赖域算法计算干扰源的位置,进行了定位方法实验验证,分析了定位误差。通过对实测卫星信号的定位试验,证实了该定位方法在单参考站条件下显著提高卫星干扰源定位精度的有效性。     

一种基于泰勒级数多元变量展开模型定位算法

为了提高无线传感器网络节点定位精度,构建了增加未知节点与未知节点间的距离信息的泰勒级数多元变量展开定位模型.在对该算法的求解过程中,首先利用最大似然估计法得到未知节点的初始位置,再运用加权最小二乘法计算其最优值作为未知节点的估计位置.仿真测试了不同距离测量误差和已知节点数目对定位误差的影响,以及算法的累计分布函数.结果表明,该算法能够有效提高节点定位精度.     

一种多无人机协同定位与稠密地图构建算法

针对VINS-Mono(monoculor visual-inertial state)算法定位精度较低且构建的稀疏点云地图包含的信息较少无法用于无人机的自主导航的问题,提出了一种集中式多无人机协同定位与稠密地图构建算法。该算法通过提高回环闭合中特征点匹配准确度以优化多无人机之间的定位精度,为了建立多个无人机之间的连接约束,使用四种不同类型的坐标系进行坐标转换优化,采用双向检测匹配法对关键帧进行特征点匹配,结合PROSAC(progressive sampling consensus)算法剔除误匹配,通过对有回环闭合约束的多无人机的位姿与全局地图进行全局位姿图优化,结合Voxblox构建了可供五架无人机协同导航的全局稠密地图。在EuRoc数据集的五个序列中,提出的多无人机协同定位与稠密地图构建算法与VINS-MONO算法相比,绝对轨迹误差分别降低了34%、26%、42%、24%、19%。实验证明,改进算法有效提高了多无人机之间的定位精度,并且构建的全局一致稠密地图包含距离信息与梯度信息,可以用于多无人机的自主导航。     

CDMA蜂窝系统中的TDOA／AOA混合定位算法

CDMA蜂窝系统由于存在“听力”问题而影响了定位效率。TDOA／AOA混合定位方法可以解决这个问题。提出了一种TDOA／AOA定位方案．建立了数学模型,并提出2种定位方程的解算方法：Taylor级数展开的LS估计和Kalman滤波。仿真结果表明：TDOA／AOA混合定位的性能要优于TDOA单一定位;基于Kalman滤波的定位算法性能优于Taylor级数展开的LS估计。     

一种面向位置服务的超宽带室内定位算法

超宽带技术由于较高的测距精度和穿透性能,对于位置服务有着重要的应用价值。在实际的高密度定位环境中,传统的定位算法受非视距误差和多径效应的影响,很难实时准确解算出实际位置坐标。虽然增加基站数量可以有效提高定位的精度,但是其成本也在不断提高。针对超宽带在高密度室内定位中实时性差、定位精度低的问题,提出了一种基于支持向量机的超宽带定位方法,提高了定位的精确性和鲁棒性;给出了基于到达时间差(TDOA, time difference of arrival)的支持向量机模型,重点在于将定位问题转化为分类问题的求解;通过TDOA值和坐标值来建立支持向量机分类模型,利用一对一分类模型实现了坐标值的解算,提高了坐标解算速度。仿真结果表明,在高密度实时定位中,相比于传统的Chan算法和Taylor算法,文中方法在定位精度近似的情况下,实时性要高于传统算法,满足实际定位中低功耗、快速高精度定位的要求。     

基于自适应Levy飞行改进的TDOA三维定位算法

针对已有的算法在基于到达时间差(time difference of arrival, TDOA)测量方案中存在的搜索能力不均衡，导致三维定位区域局部存在定位精度低甚至求解失败的问题，提出了一种基于改进探路者优化算法(pathfinder algorithm, PFA)的TDOA定位算法，通过将自适应Levy飞行和改进后的PFA算法进行融合，增强了个体对定位区域复杂环境的适应性，解决算法早熟、易陷入局部最优等问题，提升了算法综合性能.通过仿真和实验，结果表明：与Taylor算法、LM算法相比，本文提出的算法(Levy-pathfinder algorithm, LPFA)可以提高定位精度；与PSO算法、PFA算法相比，LPFA算法可以在提高运算速度的同时得到更准确的定位结果.     

超宽带无线定位系统及算法研究

超宽带技术具有抗干扰效果好、安全性高、能提供精确定位等优点,成为无线定位的首选技术。主要从传统的若干定位技术入手,结合各种定位技术的优缺点,提出一种结合波达时间差(TDOA)、波达时间和(TSOA)方法的超宽带无线混合定位算法,该算法需要参考节点少,定位精度高,适用范围广。实验结果表明,定位系统适合隧道定位,TDOA/TSOA混合定位算法的测量距离为200 m,定位精度误差在40 cm以内。     

CDMA导频信号无源定位仿真研究

为提高导航精度和抗干扰能力,设计“CDMA 捷联惯导（INS）”组合导航系统。该系统利用INS数据进行参考轨迹确定。CDMA独立数据采集,在INS参考位置基础上提取到达时差（TDOA）信息,用TDOA算法精确定位,校正INS积累误差,实现隐蔽性好,抗毁能力强,经济实用等特点。     

基于质心-Taylor的UWB室内定位算法研究

针对室内环境影响定位精度的非视距传播(non-line-of-sight,NLOS)问题,在对基于到达时间差(time difference of arrival,TDOA)的超宽带(ultra wideband,UWB)室内定位模型和算法进行分析研究的基础上,提出了质心-Taylor混合定位算法。该算法利用对测距误差不敏感的质心算法对目标进行初始粗定位,然后将其作为Taylor级数展开法的迭代初值进行二次精细定位,并动态地将前期定位完毕的节点转化为后续定位过程的参考节点,最大限度地利用不断增加的已知信息,在提高Taylor初值质量的前提下减少预设参考节点数目,降低系统硬件成本。采用MATLAB软件进行了模拟仿真。仿真结果表明,该算法定位性能优越,尤其在NLOS测距误差较大的环境下能有效地提高系统的定位精度。     

非视线传播环境下基于TOA的综合无线定位算法

针对精确无线移动定位系统中影响定位精度的非视线(NLOS)传播误差问题,在简要分析几种最新NLOS误差消除算法的基础上,提出了一种新的基于信号到达时间(TOA)的综合位置确定算法.该算法首先通过残差排序筛选找出距离测量集合中具有最小残差平方和的伪距测量子集合,达到初步消除NLOS误差的目的;然后采用一种简化的伪距尺度约束算法优化伪距尺度因子,从而得到较准确的距离测量值,以进一步提高定位精度.仿真结果表明这种新方法比线性位置线算法和泰勒级数展开最小二乘位置估计算法性能优越,在一定程度上提高了无线定位的准确度.     

基于改进樽海鞘群算法的到达时间差定位

针对室内到达时间差(time difference of arrival, TDOA)位置估计中的非线性最优化问题, 提出用改进的樽海鞘群算法搜索目标位置. 通过选择最优主基站构造改进的适应度函数, 使适应度函数可以更好地反映解的优劣程度, 提高了搜索精度. 在初始樽海鞘种群中引入近似解, 使全局搜索的步骤得到简化, 加快了算法前期收敛速度. 采用自适应跟随策略更新追随者位置, 解决局部开发低效问题, 加快了算法后期收敛速度. 仿真结果表明, 基于改进樽海鞘群算法的 TDOA 定位技术相比其他元启发式算法具有更高的定位精度和更快的收敛速度.