TOA-INS聯(lián)合室內(nèi)定位算法研究.pdf

1、隨著人們對(duì)高精度室內(nèi)定位需求的不斷增加，室內(nèi)定位技術(shù)正在受到越來(lái)越多的關(guān)注。室內(nèi)相比于室外條件，其相對(duì)復(fù)雜的環(huán)境更容易降低載體定位的精度，因此單一的室內(nèi)定位技術(shù)可能無(wú)法滿足人們所要求的定位精度。隨著計(jì)算機(jī)、通信等行業(yè)的不斷發(fā)展，通過(guò)多種技術(shù)聯(lián)合定位，進(jìn)而彌補(bǔ)單一定位技術(shù)的劣勢(shì)，實(shí)現(xiàn)定位精度的提高，正在成為一種新的研究方向。其中，到達(dá)時(shí)間(Time Of Arrival,TOA)定位技術(shù)具有較強(qiáng)的實(shí)用性；隨著慣性元件的發(fā)展，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（

2、Inertial Navigation System,INS）的定位精度也在逐漸提高。但是二者雖各有優(yōu)勢(shì)，但也不可避免的有其局限性。因此本文提出了TOA/INS聯(lián)合定位的方案，并從以下三個(gè)方面進(jìn)行研究。
　　首先研究了TOA定位算法。TOA算法主要包括線性估計(jì)法和近似最大似然估計(jì)法兩種，同時(shí)為了給目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的定位精度提供一個(gè)準(zhǔn)則，推導(dǎo)出TOA的克拉美-羅下界。在某一固定場(chǎng)景中，分別從參考節(jié)點(diǎn)的設(shè)置方式、設(shè)置數(shù)量，室內(nèi)環(huán)境的噪聲干擾強(qiáng)

3、度三種情況，得到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的定位精度，并給出節(jié)點(diǎn)之間較好的布局方式，同時(shí)分析出TOA定位技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和局限性。
　　其次研究了二維空間的INS定位算法。INS算法在一段時(shí)間內(nèi)可以對(duì)載體進(jìn)行連續(xù)定位，并且定位精度較高；INS自身不能為載體提供初始定位信息。通過(guò)仿真分析得出：隨著時(shí)間的增加，載體的累積誤差會(huì)增大；相對(duì)于加速度計(jì)，INS更主要的定位誤差來(lái)源是陀螺儀。
　　在詳細(xì)分析了TOA和INS的特性之后，本文給出了基于室內(nèi)環(huán)境而設(shè)