复杂环境下GPS/蜂窝网无缝定位算法研究

来源 :北京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:youaidu2009
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对于传统的GPS技术,信号极其容易受到遮挡以及多路径等各种传播因素的影响,特别是在闹市区、建筑遮挡区、树林遮挡区和城市峡谷等地带,GPS接收机无法在可见的空间内获得足够数量的定位卫星,从而影响定位效果,甚至在某些地区或时段无法定位。然而在这类环境中,很多时候会出现一些信号临界区域(比如高楼林立的城市或建筑物中),在这类区域中经常会出现各种信号,如GPS信号,蜂窝基站信号,TV信号等等共存的现象,但强度与其主覆盖区域对比会有所降低,并且可能会因为目标的移动而改变各种信号的强弱程度。在这种情况下,利用无缝定位技术,将各种不同技术、不同手段和不同测量值在不同层面上结合起来,是实现无线定位跟踪技术高精度、无缝性以及高实用性的最佳途径。能解决目前单一手段的无线定位技术在时间、空间及精度上的制约问题。  当前,由于软硬件设备以及信号传输等多方面的原因,使得无缝定位技术的实现还面临以下的挑战:其一是如何有效地对两种或多种不同的定位方式进行融合解算;其二是在不同的环境下,各种无线定位技术的定位精度及适用区域各不相同,如何最大限度利用各自的优势以适用于各自不同环境的问题;其三是无线信号在室内外非视距传播等环境下信号传播受限,如何有效的抑制影响无缝定位的各种定位误差的问题。  基于以上的问题,本文在研究了GPS定位原理以及蜂窝网定位原理的基础上,提出了在不同的复杂环境下,分别采用不敏卡尔曼滤波及自适应变加权联邦卡尔曼滤波的方式处理GPS与蜂窝网信号共存时的融合解算问题,以实现无缝定位。并且研究通过在复杂环境中抑制NLOS传播影响来提高GPS/蜂窝无缝定位的精度的方法。通过实际数据加仿真的方法,对本文提出的方法进行了验证。
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