基于BP神经网络的厘米级超宽带测距误差改正模型设计与实验

在室内复杂环境下,超宽带(UWB)测距误差难以通过常规方法进行有效补偿,严重制约了其定位精度.在分析室内环境下UWB测距误差分布特点的基础上,设计了两种不同结构的BP神经网络误差改正模型.模型BP1输入单个标签与4个基站的测距值,输出对应的4个测距误差;模型BP2输入一对标签、基站的三维坐标,输出对应的一个测距误差.以...     

超宽带NLOS测距误差改正模型

针对超宽带技术在非视距环境下存在较大测距误差的问题,文章基于时间到达法采集多组距离下的非视距测距值,与实际距离做差值统计,分析其测距误差的变化规律,提出了一种顾及超宽带穿墙信号入射角度的方法,将测距值拆分为两个分量,建立多项式曲面改正模型来降低测距误差。选取3个检核点验证该模型的适用性,结果表明:多项式曲面改正模型能使测距值趋近真实距离,与原始测距值相比,测距精度提高了80%左右,可以提升超宽带的定位精度。     

非视距误差改正的超宽带定位模型研究

针对超宽带系统在非视距环境下存在定位偏移的问题,该文采集多组距离下的非视距测距值,分析测距误差的变化规律,提出了一种顾及UWB脉冲信号入射角度的建模方法,其主要思想是将测距值假定为斜边,将其拆分成两个直角边,实现测距值由线状数据分析向面状结构的转换,可以较好地描述测距值与测距误差间的函数关系,建立多面函数拟合模型改正测距值实现定位解算。实验结果表明,该方法能够降低测距误差,提高超宽带系统的定位精度。     

地下综采面超宽带自组网人员定位系统

针对地下综采面人员低精度甚至难定位问题,该文提出了地下综采面超宽带自组网人员定位系统及方法。该方法简单、系统易于实现,只需3个已知超宽带(UWB)基站坐标即可实现综采面所有UWB基站坐标传递和高精度人员定位。在一端确立3个已知坐标的综采面内布设UWB基站,然后UWB自组网解算整个综采面所有UWB基站坐标,最后通过UWB定位算法获取人员高精度坐标。实验表明,该方法能有效实现综采面人员定位,定位精度达0.08m,点位精度小于0.1m的精度可靠性为82%。     

一种顾及电子元件延迟的超宽带室内定位方法

针对超宽带定位系统中存在多种误差影响定位精度的问题,本文全面分析了超宽带室内定位的误差源,给出了超宽带室内定位基本函数模型,提出了将电子元件延迟这一系统差与三维坐标同时作为参数进行估计,并通过高斯-牛顿迭代算法得到定位结果的方法。试验结果表明,该方法能有效消除位置系统偏差,两组静态试验均以全站仪测量结果作为真值,点位误差分别为4.1、2.3 cm,相较于已有方法分别提高了64%和87%,而动态试验结果更接近于参考轨迹,最大误差小于10 cm。     

非线性最小二乘超宽带TOA法在室内定位测量中的研究与实现

在现今信息化社会中,人们对于建筑物等室内定位服务的需求日益强烈,超宽带(Ultra Wideband,UWB)定位技术由于其抗多径干扰能力强、系统容量大、传输速率高等特点使之在短距离无线通信以及室内定位等方面受到了广泛的关注。本文利用非线性最小二乘最优估计对超宽带TOA算法进行分析,并通过两组对比实验分别探讨了锚节点的布设形式和目标节点不同位置对定位精度的定量影响。实验表明:最小二乘法能够克服移动中突然的跳点和剧烈的抖动对定位精度的影响,在宽度ω与高度ξ一样的情况下,有一最优间距δ*使得TN定位精度最高;在间距δ与高度ξ一定的情况下,在较为狭窄的室内环境下,ω值越大定位精度越高。     

一种新型激光测距定位系统交会角适用条件研究

介绍了一种与全球定位系统相结合的新型激光测距定位系统, 从其基本原理出发, 构建了其数据处理过程中相关平差模型及随机模型。首先从理论研究两测站不同平面交会角对系统平面定位精度的影响, 然后组合试验中各测站的数据得出, 平面交会角小于10°与大于165°时平面定位精度低, 为系统不适用条件;交会角从10°~30°与150°~165°为困难条件;30°~150°为系统最佳条件。     

机载GPS、姿态和激光扫描测距集成定位系统的精确定位方程、误差分析与精度评估

全球定位系统（GPS），姿态测量（惯性导航系统（INS））和激光扫描测距技术集成的直接空对地定位系统是近年来遥感与测绘领域发展起来的新型定位技术，是定量化三维遥感中获取地面几何信息和生成数字高程模型的主要新技术手段之一。该文给出了该系统的精确定位方程，分析了误差源对定位精度的影响，并给出了数量级评估。结果对实际应用具有重要的参考价值。     

加乘性混合误差模型参数估计方法及其应用

扩展乘性误差模型的参数估计方法至加乘性混合误差模型,推导了其参数最小二乘、加权最小二乘参数估计,并在偏差分析的基础上推导了偏差改正加权最小二乘估计。模拟计算和分析验证了偏差改正加权最小二乘适用于加乘性混合误差模型的大地测量数据处理,具有二阶近似无偏性,且精度较高。     

基于Visual Studio的总体最小二乘高程拟合研究及实现

GPS水准主要根据测区内若干基准点上的高程异常构建曲面来逼近似大地水准面,由GPS测出基准点的大地高即可求出该点的正常高。本文主要研究一片小区域且较为平坦,应用最小二乘和总体最小二乘对平面拟合法、二次曲面拟合法和三次曲面拟合法进行探讨,并在Visual Studio平台上用Cshape语言实现高程拟合的过程。结果显示,三次曲面拟合法的总体最小二乘相比于其他方法效果最好。     

基于MEMS的室内定位误差修正方法研究

根据室内惯性定位存在误差累积的特点,建立广义似然比检测的方法进行零速度检测,利用Kalman滤波对检测到的"零速度"时刻进行零速修正(zero velocity update,ZUPT),从而有效降低系统累积误差。但行人行走过程中存在的无效振动,导致测得的加速度和角速度数据中出现明显的噪声,这对长时间定位精度产生较大的影响。文中提出在利用Kalman滤波进行误差校正之前首先采用Butterworth低通滤波滤除加速度和角速度数据中由无效振动引起的高频部分,即噪声部分,从而消除行人运动过程中的无效振动对定位精度的影响。     

GPS单站定位的误差改正模型研究

GPS单站定位的作业方式、外业组织观测和数据处理等比较简单,同时,由于采用观测值不同、观测时间长短不同、定位模式和数据处理方式不同,其精度可以从毫米级到米级不等,实际应用中以伪距单点定位和精密单点定位为主。GPS单站定位不能通过求差方式来消除或消弱各项误差,为提高其定位精度,必须研究各项误差的改正模型,以便对其进行精细改正。本文用2010年10月31日CHAN站24小时的观测数据,确定各项误差在一天中的影响大小和变化规律,研究结果对精密单点定位的误差研究和GPS定位误差的教学工作等都有参考意义。     

Estimation and exclusion of multipath range error for robust positioning

In integrated systems for accurate positioning, which consist of GNSS, INS, and other sensors, the GNSS positioning accuracy has a decisive influence on the performance of the entire system and thus is very important. However, GNSS usually exhibits poor positioning results in urban canyon environments due to pseudorange measurement errors caused by multipath creation, which leads to performance degradation of the entire positioning system. For this reason, in order to maintain the accuracy of an integrated positioning system, it is necessary to determine when the GNSS positioning is accurate and which satellites can have their pseudorange measured accurately without multipath errors. Thus, the objective of our work is to detect the multipath errors in the satellite signals and exclude these signals to improve the positioning accuracy of GNSS, especially in an urban canyon environment. One of the previous technologies for tackling this problem is RAIM, which checks the residual of the least square and identifies the suspicious satellites. However, it presumes a Gaussian measurement error that is more common in an open-sky environment than in the urban canyon environment. On the other hand, our proposed method can estimate the size of the pseudorange error directly from the information of altitude positioning error, which is available with an altitude map. This method can estimate even the size of non-Gaussian error due to multipath in the urban canyon environment. Then, the estimated pseudorange error is utilized to weight satellite signals and improve the positioning accuracy. The proposed method was tested with a low-cost GNSS receiver mounted on a test vehicle in a test drive in Nagoya, Japan, which is a typical urban canyon environment. The experimental result shows that the estimated pseudorange error is accurate enough to exclude erroneous satellites and improve the GNSS positioning accuracy.     

基于MAPGIS的误差校正改进方法

为了减少输入图形的变形,提高图形的制作精度,图形输入后必须经过误差校正。阐述了一种基于MAP-GIS的误差校正改进方法,以实例说明其有效性。     

线性化误差对于UWB系统定位精度影响分析

针对目前常用的超宽带算法,扩展卡尔曼滤波(EK F)在解算过程中产生的线性化误差,对定位结果产生影响,而无损卡尔曼滤波(UKF)算法可以不进行线性化过程进行解算,避免误差的产生.文中首先对UWB定位系统线性化误差进行分析,在此基础上提出UKF和TDOA相结合的定位模型,通过实验比较两种算法的定位精度.实验结果表明U K...     

Systematic error mitigation in multi-GNSS positioning based on semiparametric estimation

Joint use of observations from multiple global navigation satellite systems (GNSS) is advantageous in high-accuracy positioning. However, systematic errors in the observations can significantly impact on the positioning accuracy if such errors cannot be properly mitigated. The errors can distort least squares estimations and also affect the results of variance component estimation that is frequently used to determine the stochastic model when observations from multiple GNSS are used. We present an approach that is based on the concept of semiparametric estimation for mitigating the effects of the systematic errors. Experimental results based on both simulated and real GNSS datasets show that the approach is effective, especially when applied before carrying out variance component estimation.     

基于相对定位模型的GPS-Galileo组合定位研究

随着Galileo系统的逐步建成并投入使用,以及GPS的现代化,如何利用双系统多频率的组合观测值进行高精度定位已成为目前业内关注的热点问题。本文从传统的GPS双差观测方程出发,推导出了GPS-Galileo组合定位的数学模型,提出了其组合定位中的多频周跳探测方法和整周模糊度快速求解的方法。最后利用模拟软件对GPS、Galileo以及GPS-Galileo三种定位方式对不同长度基线的解算精度进行了比较分析,实验结果证明了所提方法的正确性和可行性。     

基于Skyhook XPS的一体化混合定位系统

受多路径误差影响,GPS处于高反射环境下可导致接收机相位失锁,对点位坐标影响高达15cm;室内环境卫星无法锁定,GPS更是不能正常工作.本文引入了Skyhook XPS一体化混合定位系统,综合全球定位系统(GPS)、基站三角塔(Cell Tower Triangulation)和无线宽带(Wi-Fi)三种技术之优势,迅...     

基于北斗高精度定位的车道级导航系统

随着我国营运车辆越来越多,各类交通事故时有发生,给人民群众生命财产带来了巨大损失。其原因是多方面的,其中营运车辆驾驶人员不遵守道路交通安全法的违法行为（如超速、随意变道、长时间占用超车道、应急车道、随意停车等）,是导致高速公路事故发生的重要因素。基于这种现象和原因,本文研究和实现了基于北斗卫星导航系统的高精度定位车道级导航系统,以加强对营运车辆驾驶行为的管控,解决交通执法难题,提高管理效率。