基于无线传感器网络的室内定位研究

分析了以接收信号强度为基础的三边测量法和场景分析法两类无线室内定位算法的基本原理,利用无线传感器网络节点在实际的室内环境中对这两类算法进行了测试并对它们的定位精度进行了分析和对比。     

利用海面传感器网络的协同定位技术

在定位基准受限海域,为满足船只对飞行器精密定位的需求,提出了一种利用海面无线传感器网络协同对飞行器定位的技术。给出了协同定位的数学模型,引入双向不等时漂的时间同步方法(two-way timingwith unequal time drift,TWT-UTD),解决了因忽略时钟漂移导致的低同步精度问题。Monte Carlo仿真表明,通过优化定位精度因子,协同定位的精度优于常用的3坐标雷达跟踪精度;与无时漂往返校时技术相比,TWT-UTD同步精度提高了20%以上,将等效测距误差减小了3 m。     

环境监测中无线传感器网络地面遥感新技术

最近国际上蓬勃发展起来一个新交叉科学领域——无线传感器网络技术。本文首先介绍了无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）技术,它是遥感技术的拓展而且两者互为支撑。然后介绍了无线传感器网络技术的潜在应用领域及其在地学应用中的国际发展趋势,提出了无线传感器网络技术应用到环境领域的基本问题,建议在地球观测领域发展无线传感器网络技术。最后介绍了无线传感器网络技术在环境监测中的几个设想。     

水下DGPS定位系统可定位范围分析

水下DGPS定位系统是我国近些年研制的一套水声定位系统,该系统经过了在三亚、抚仙湖等地区的试验,得到了较高的定位精度.利用Argo浮标剖面数据,将海水视为水平分层均匀介质,计算声速剖面,根据Snell定律从理论上推出了理想情况下水下导航定位系统中浮标的可布设范围和水下DGPS定位系统浮标阵的可定位范围.     

水下目标卫星导航定位修正技术研究

提出了一种基于小型拖曳浮体进行水下目标卫星导航的原理模型,给出了模型的基本体系架构。为了从水面导航定位结果推算水下目标高精度位置信息,推导了两种定位修正算法,并基于数据融合技术提高了水下目标卫星定位修正的精度。试验结果表明,采用该技术可以较好地满足水下导航的精度要求。     

水下声纳定位浮标阵列解析优化

全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）/声纳水下定位精度主要取决于GNSS浮标阵列构型和声学测距精度。优化水面浮标阵列是提高水下定位精度的重要途径。探讨了GNSS浮标阵列解析优化方法,算例以5枚和6枚浮标布设为例,应用所提方法给出了最优浮标阵列解。基于几何精度因子（geometric dilution of precision,GDOP）最小构型解析方法,通过考虑水下定位GNSS浮标位于水面和存在高度角限制这一约束条件,对水下定位浮标阵列进行了解析优化。由于浮标进行水下定位时是范围性的,还基于区域GDOP均值和方差两个指标对GNSS浮标阵优化问题进行了探讨,并采用数值方法设计了区域GDOP均值最小构型搜索算法。研究表明,虽然存在高度角约束条件,最优浮标阵列几何结构并不唯一,若在此基础上进一步考虑区域GDOP均值和方差最小的目标,则最终可获得唯一的区域均值浮标阵列结构。     

北斗／WSN网络的融合定位算法

通过对传统的无线传感器网络RSSI定位算法的研究,分析了其定位精度差,响应速度慢等特点,结合北斗定位系统的优点,提出了一种传统无线传感器定位与北斗导航定位相融合的算法,通过卡尔曼滤波,将两种算法的数据进行融合,得到了新的融合定位算法。通过仿真分析可得,新的融合算法在定位精度和收敛速度上,相较于传统单一的无线传感器网络节点定位算法都有了相应的提高,通过对这一算法的仿真,仿真结果说明该算法切实可行。      

考虑障碍物的RSSI室内定位传感器多目标优化

针对目前无线传感器网络（wireless sensor network, WSN）部署时,障碍物影响WSN优化部署的问题,以接收信号强度指示传感器室内定位应用为例,提出了一种考虑障碍物的无线传感器多目标优化部署方法。首先,基于室内定位算法原理和传感器覆盖模型,给出了在室内定位场景下WSN有效覆盖率的概念和信标节点部署模型。然后,在分析障碍物感知模型和信标节点部署策略的基础上,提出了考虑障碍物的传感器部署多目标优化模型。最后,以第三代非支配排序遗传算法为基础设计优化模型求解算法,数值仿真结果与正三角形、正方形、正六边形均匀部署,以及没有考虑障碍物的优化部署（进化1 000代,传感器个数为36）结果进行对比,结果表明所提方法的WSN有效覆盖率分别提高了52.7%、112.1%、16.6%和9.62%。     

基于移动通信网络无线定位技术的原理及应用

无线电定位技术有着广泛的应用前景 ,也是未来第三代移动通信的一个支撑技术。本文介绍了基于移动通信网络无线定位的原理和技术 ,分析了在移动通信系统内实现移动台精确定位的主要技术难点和提高精度的对策     

无线传感器网络室内定位系统的实现

结合嵌入式操作系统TinyOS的通信机制,从定位数据收集和控制命令分发两个方面出发,利用无线传感器网络技术实现了基于接收信号强度的集中式室内定位系统,并考虑了不同定位算法的数据建模问题.最后以三边测量法为例在实际环境中对该系统进行了测试.     

水下定位浮标阵列最小GDOP构型研究

在水下定位过程中,对于任意给定的浮标数目n(n≥4),嵌套圆锥构型可给出一类最小GDOP定位图形。但由于定位浮标均需布设于同一水平面而导致共面约束,在由定位浮标和水下目标点构成的定位图形中,其GDOP达不到理论最小值, 在该约束条件下水下定位浮标阵列GDOP最小化问题有待研究。本文通过介绍GDOP密度来衡量浮标阵列的定位能力。为降低嵌套圆锥构型GDOP最优问题的可行域,把定位浮标数n整数分解,基于最小PDOP定位图形的极值条件,寻找每组浮标组合圆锥构型GDOP密度的局域最优解,然后从候选的所有浮标组合构型中寻找GDOP密度最小的全局最优解。最后分别以6~8枚浮标为例,给出了它们水下定位浮标阵列的最佳嵌套圆锥构型。     

无线局域网络定位研究进展

基于IEEE 802.11b/g协议的无线局域网络技术已被广泛应用于无线通信领域。无线局域网络技术无需专门硬件、接入方便并且具有定位功能,因而被运用于室内定位。首先基于测距原理对各类无线局域网络定位技术进行综述,指出它们各自的原理和应用场景,比较不同定位方法的优缺点。然后基于无线局域网络定位技术的难点,结合最新文献介绍了研究者们针对于不同定位方法提出的解决方案。在定位算法方面,概率性方法能借助于概率与统计的知识将信号信息进行最优化整合,并且定位算法灵活、精度较好,因而越来越多地受到研究者的青睐。此外,还简要介绍了基于其他算法和系统的最新定位技术,包括判别适应性神经网络算法、异构网协同定位技术和Mote Track室内定位系统等最新成果。最后从四个方面展望了无线局域网络定位技术的未来发展方向。     

单浮标拖缆监测的水下GPS定位技术

针对目前国内外水下GPS定位技术的应用特点,该文提出了一种基于单浮标拖缆监测的水下GPS定位技术。此技术包含GPS智能浮标、拖缆和监测系统3个主要部分。监测系统采集拖缆的形态数据传送到GPS智能浮标;浮标结合自身GPS坐标计算水下被跟踪目标位置。给出了定位计算的数学方法,即以拖缆监测数据为基础,利用三次样条插值原理求拖缆线型曲线方程,得到水下目标位置。对40m长拖缆实例进行了计算,验证了其理论可行性。此定位技术的主要特点是不受水域范围限制且具备一定的定位精度和可靠性。     

我国海洋大地测量基准与海洋导航技术研究进展与展望

领海是国家主权的重要组成部分,国家空间基准和位置服务应该覆盖陆地和海洋。以2000国家大地坐标系和2000国家重力基准为代表,我国已在陆地建成了较为完善的大地测量基准。然而,现有国家空间基准和重力基准未能有效覆盖海洋,海洋大地测量基准和海洋导航技术已严重滞后于国家社会经济发展新形势和国防战略需求。本文主要论述了我国海洋大地测量基准与海洋导航技术的研究现状,梳理了我国海洋大地测量基准所涉及的关键技术,分析了近期及未来我国自主发展海洋大地测量基准与海洋导航技术的主要方向。     

基于线阵水下定位的解析求解算法

当信号接收器位于同一直线时,DGPS水下立体定位系统的解析算法并不能解算出目标空间立体坐标。提出一种新方法,利用它们的几何关系,计算出它们所在平面的相对位置。得到平面位置可以作为求解立体坐标的一部分,还可以应用于平面内水下目标定位的测试。解算中四个信号接收器的数据可以解算出唯一解,当信号接收器数目大于四个时,利用最小二乘理论获最优解。该方法采用解析法直接求解,不存在定位结果的发散问题。     

基于垂直面阵水下定位的算法研究

当前的DGPS水下立体定位是基于水面上的基线面阵双曲线定位系统,对于信号接收器位于同一个垂直平面内时并没有给出具体的定位模型。利用垂直面阵上信号接收机的几何关系自定义坐标系,通过测边网解算方法计算出它们在所定义的坐标系中的坐标。水下声源发射器发射信号,经过一段时间后,各信号接收器接收到信号,利用示波器和信号处理技术得到各信号接收器接收时刻的时间差。通过建立距离交汇模式的定位模型,解算出水下声源发射器的三维坐标。结合在湖北清江的多目标水声信号识别与检测试验,根据实际测得的相关数据解算出水下目标发射器的坐标。由于此定位方法不需要GPS精密时钟,节约了定位成本。适合船体携带,操作方便。为水下目标定位提供了一个新的方法。     

基于GPS和无线传感器的智能交通系统

全球定位系统具有精度高、实时性好、低成本等优点,由于市区卫星信号受遮挡严重,GPS无法有效发挥作用,为此有必要升级GPS定位的智能交通系统。本文将无线传感器、公交车里程仪和GPS定位系统整合,利用三者信息融合,解决了无GPS信号时的公交车定位问题,同时降低了系统运营成本、改善了交通路况信息服务效果。初步测试结果表明：基于GPS和无线传感器的智能交通系统易于实现,具有较好的应用参考价值。     

无线传感器网络在滑坡监测中的应用

针对现有滑坡灾害监测系统的局限性,本文采用了一种基于C/S架构的无线传感器网络监测系统。该系统采用C/S结构,以传感器为基础,以数据采集设备作为过渡,通过无线GPRS网络将数据发送至远端的服务器。本文详细介绍了该系统的系统架构以及软硬件设计,并在实际的实验中对其进行了监测,结果证明,该系统可以很好地完成滑坡的实时、无间断监测。     

基于多项式异构无线传感器网络密钥预分配方案

针对现有随机密钥预分配方案中不同节点间能够建立相同共享密钥的不足,提出了一种基于多项式的异构无线传感器网络密钥预分配方案。从网络连通性、节点内存需求和安全性等方面对方案进行性能评价和模拟仿真。结果表明,本方案能够有效地提高网络的连通性,减小节点所需的存储空间,并增强网络抗攻击能力。     

卫星导航定位技术综述

简要介绍了全球卫星导航系统常用的室内外定位技术,包括全球卫星导航系统定位技术、基于射频信号的定位技术、基于自包含传感器的定位技术,总结了无缝定位算法、技术及系统的研究成果和无缝定位服务与应用模式,探讨了无缝定位技术存在的问题、无缝定位算法研究重点及今后发展的趋势。