基于粒子滤波的TOATDOA融合定位算法研究.pdf

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1、第23卷第3期传感技术学报V01．23No．3CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSMar．20102010年3月TheResearchofFusionofTOA／TDoABasedonParticleFilterHEWei-jun，ZHOUFei(InstituteofWirelessLocation＆SpaceMeasurement，ChongqingUniversityofPostsandTelecommunicatiorrs，Chongqing400065，China)Abstract：ThemeasurementinformationofTOAa

2、ndTDOAisfusedusingthedetectionprobabilitymodelbycalcu—latingthelikelihood．Inordertoimprovetheaccuracyinsignalcriticalfields，anonlineartargetmeasurementinfor—mationfusionalgorithmbasedonparticlefilterisestablishedwithinBayesianframeworktoestimatethetargetinpo-sitioning．Simulationresultsshowsthatsu

3、chalg(~rithmgivesamoreeficientperformancetocomparetothesituationofusingsinglemeasurementinformation，Keywords：datafusion；TOA；TDOA；particlefilter；wirelesslocalizationEEACC：6140基于粒子滤波的TOA／TDOA融合定位算法研究术何伟俊，周非(重庆邮电大学无线定位与空间测量研究所，重庆400065)摘要：针对信号临界区域由于信号强度减弱导致的定位精度下降问题，利用一种传感器检测概率模型把收集到所有的TOA与TDOA量测信息通

4、过似然度计算融合起来，在贝叶斯框架下建立一种非线性目标基于粒子滤波器的量测信息融合算法对目标进行定位估计，从而提高目标在临界区域的定位精度。仿真结果表明，在低信噪比下，融合两种观测手段的定位精度改善明显。关键词：信息融合；TOA；TDOA；粒子滤波；无线定位中图分类号：TN953文献标识码：A文章编号：1004—1699(2010)03-0404-04蜂窝网无线定位有三种基本方法：圆周定位法必然有所下降，如果能够把不同的定位方法融合起(TOA)、双曲线定位法(TDOA)、方位测量定位法来将大大提高整个定位过程的精度。实现定位当中(AOA)等。其中TOA(TimeofArriva1)方法通

5、过电磁真正意义上的无缝覆盖。在国外，二十一世纪初波在收、发天线之间的传播时间得到移动台与基站的Kleine—Ostmann和Bell提出过一种对TOA和TDOA测距，然后根据多个估计距离值对移动台进行定位计测量值进行融合的模型(K—B模型)J。国内最近算；TDOA(TimeDifferenceofArriva1)是一种基于反向几年对TOA和TDOA融合算法研究只是集中在对链路的定位方法，通过检测移动台信号到达两个基站K—B模型的改进上，到了08年前后才出现把二者结的时间差来确定移动台的位置⋯。AOA(AngleofArri—合先验信息进行定位的数据融合算法。va1)是基于到达角的无线定位

6、方法，即由两个或多个基本文针对信号临界区域由于信号强度减弱导致站通过测量接收信号的到达角度来估算移动终端的位的定位精度下降问题，根据接收信号强度变化，利用置，此法主要用于使用智能天线的3G网络系统。一种传感器检测概率模型_4把收集到的所有TOA在复杂的跟踪定位环境里面，存在很多信号强与TDOA量测信息通过似然度计算融合起来，在贝度临界区域，尤其在城市中的建筑物旁或者建筑物叶斯框架下建立一种非线性目标基于粒子滤波器的附近，该区域信号强度相比主覆盖区会有所降低信量测信息融合算法对目标进行定位估计，从而提高号强度的减弱势必对定位造成影响。此时单独目标在临界区域的定位精度。仿真结果表明，在低采用

7、TOA或者TDOA的定位方法得到的定位效果信噪比下，融合两种观测手段的定位精度改善明显。项目来源：重庆市教委自然科学基金项目资助(KJ080520)；重庆市科委自然科学基金项目资助(CSTC，2008BB2412)收稿日期：2009—09—26修改日期：2009—12—09第3期何伟俊，周非：基于粒子滤波的TOA／TDOA融合定位算法研究405设时刻TOA／TDOA基站产生的检测信息为1TOA／TDOA检测响应融合模型D：(Do0，