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快速部署室内飞艇定位技术及算法研究

刘锡婷  
【摘要】:WiFi网络越来越普及,基于WiFi技术的定位系统具有实现简单、应用方便、成本低、覆盖范围广等优点而成为研究热点。本文采用WiFi技术对室内飞艇进行准确的、快速的定位,重点研究了定位算法,包括基于模型的定位算法和基于位置指纹库的定位算法,针对现存的一些问题,提出了相应的解决方案。 室内无线信道具有多径传播、多干扰因素、非线性时变等特征,导致基于接收信号强度(RSS)的WiFi室内定位容易受影响。为了降低影响,采用基于差值接收信号强度的室内三维定位算法,通过接收自两个相近发射端的信号的差值形式减弱干扰影响。通过分析室内信号传播的特点,本文采用带有环境因子参数的信号衰减模型。为了使信号传播模型能更精确的描述无线信号衰减实时变化,通过最小二乘估计求均值的方式对模型中参数进行实时估计、修正。 基于位置指纹库的定位分为两个部分进行研究,指纹库的建立和定位算法。为了减小在三维空间中建立指纹库的工作量并提高指纹库的质量,采用BP神经网络生成位置指纹库中的信号强度值。通过分析移动端与参考点处对应信号强度值特性,采用基于模糊逻辑的定位算法,根据改进的欧氏距离公式确定邻近参考点,通过模糊逻辑模型估计对应的权值,最后结合加权K最邻近算法计算移动端坐标值。 对所提出的定位算法进行仿真分析,并在实际环境中进行测试,结果证明所提出的定位算法有效并提高了定位性能。


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