基于TDOA无线定位的NLOS误差抑制算法.pdf

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2、平弟／卺弟。朋ElectronicSci．&Tech．／Jun．15．2014基于TDOA无线定位的NLOS误差抑制算法王正，陈兵(南京航空航天大学计算机科学与技术学院，江苏南京210016)摘要在无线定位算法中，非视距误差是影响定位精度的一个重要因素。为了减小NLOS误差的影响，文中提出了一种基于TDOA的NLOS误差抑制算法。该算法引入信息闽值和修正参数，对卡尔曼滤波迭代过程进行改进，有效地抑制了TDOA测量值中的NLOS误差。仿真结果表明，该算法在NLOS误差严重且误差模型不确定的环境下

3、仍可保持较高的定位精度，且性能优于已有基于卡尔曼滤波的NLOS误差抑制算法。关键词无线定位；到达时间差；非视距误差；卡尔曼滤波中图分类号TN929．5文献标识码A文章编号1007—7820(2014)O6—009—04ANovelNLoSErrorSuppressionAlgorithmBasedonTDoAWirelessPositioningWANGZheng．CHENBing(CollegeofComputerScienceandTechnology，NanjingUniversityofAeronau

4、ticsandAstronautics，Nanjing210016，China)AbstractNLOS(NonLineofSight)elTorisakeyfactorthataffectspositioningaccuracyofvariouswirelesspositioningalgorithms．InordertodecreaseNLOSerror，thisarticleproposesaNLOSerrorsuppressionalgorithmbasedonTDOA(TimeDifferenceo

5、fArriva1)，whichintroducesinnovationthresholdandcorrectedparametertoim—provetheiterativeprocessofKalmanfilterthateffectivelyrestrainNLOSerrorinTDOAmeasurements．Simulationresultsshowthatthenovelalgorithmhelpsimprovepositioningaccuracyandhasbetterperformanceth

6、antraditionalNLOSerorsuppressionalgorithms．，Keywordswirelesslocation；TDOA；NLOSerror；kalmanfilter随着网络通信技术的发展，无线定位被更多的学对当前定位产生影响，也将会对后续定位产生较大影者所关注。在各种无线定位算法中，由非视距(Non响，因此传统卡尔曼滤波定位并不能保持较高的定位LineofSight，NLOS)传播造成的误差是主要来源¨J。精度。因此本文针对NLOS基本误差特性对卡尔因此，如何有效抑制NLOS误差已

7、成为无线定位研究曼滤波的迭代过程进行了改进，获得了良好的性能。中的关键问题。1相关工作目前对NLOS误差抑制的主要方法有：采用LOS信号，LOS重构J、加权算法【卜、带约束条件的最作为目前抑制NLOS误差的热点，基于卡尔曼滤优化求解算法等。本文研究了在NLOS误差严重且波的主流算法分为两类。一类是用传统偏差卡尔曼滤误差模型不确定的场景下NLOS误差抑制算法。基于波进行NLOS误差抑制，由于未考虑到NLOS误差模卡尔曼滤波的NLOS误差抑制算法主要思想是：通过型特性，因此在NLOS误差较大的情况下此类算法定上一

8、时刻状态的估计值及当前状态的测量值来计算当位精度较低。而另一类算法对卡尔曼滤波迭代过程做前状态的估计值。卡尔曼滤波实时高效，在NLOS误了改进，如文献[11]提出了一种将抗NLOS加权重构差严重的环境下无需过多先验信息就能保证一定精引入到卡尔曼滤波中的定位算法，在一定程度上提高度，因此相比其他算法更适用于本文场景。但由于该了定位精度及容错性，但由于卡尔曼滤波的误差累计算法只进行简单迭代，一次误差极大的测量值不仅会特性，该算法的定位结果不能保持较高精度，特别是在NLOS误差严重的环境中，该算法的精度提升并不明收

9、稿日期：2013．11．12显。文献[10]提出了一种将无NLOS误差的测量值与基金项目：中国民航信息技术科研基地开放课题基金资助项目NLOS误差作为系统的状态变量，利用卡尔曼滤波器(CAAC—ITRB一201301)对采样序列进行处理以抑制消除NLOS误差的定位算作者简介：王正(1990一)，男，硕士研究生。研究方向：计法。该算法将测量值的特点和NLOS误差特性运用到算机网络。E—mail：nic