基于3D建模場(chǎng)景動(dòng)態(tài)指紋的衛(wèi)星信號(hào)定位方法

1、1896192019872006基于 3D 建模場(chǎng)景動(dòng)態(tài)指紋的衛(wèi)星信號(hào)定位方法姓名：劉瑩姓名：劉瑩學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：0150349100840150349100841896192019872006主要內(nèi)容主要內(nèi)容1 1、背景介紹、背景介紹2 2、原理闡述、原理闡述3 3、仿真結(jié)果展示、仿真結(jié)果展示1896192019872006背景介紹背景介紹 射線跟蹤法是基于電磁理論、幾何光學(xué)理論和一致性射線跟蹤法是基于電磁理論、幾何光學(xué)理論和一致性繞射理論，通過(guò)模擬信號(hào)的傳播路徑來(lái)確定從發(fā)射機(jī)到接繞射理論，通過(guò)模擬信號(hào)的傳播路徑來(lái)確定從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)之間的所收機(jī)之間的所有有路徑。信號(hào)在傳播過(guò)程中，遇到障礙物會(huì)路

2、徑。信號(hào)在傳播過(guò)程中，遇到障礙物會(huì)發(fā)生反射或繞射，根據(jù)鏡面反射原理和一致性繞射原理計(jì)發(fā)生反射或繞射，根據(jù)鏡面反射原理和一致性繞射原理計(jì)算出在反射點(diǎn)或者繞射點(diǎn)出信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)或者多徑延遲等。最算出在反射點(diǎn)或者繞射點(diǎn)出信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)或者多徑延遲等。最后將所有到達(dá)接收范圍的信號(hào)進(jìn)行矢量相加。后將所有到達(dá)接收范圍的信號(hào)進(jìn)行矢量相加。 3 3維射線跟蹤模型是一種被廣泛用于移動(dòng)通信和個(gè)人通維射線跟蹤模型是一種被廣泛用于移動(dòng)通信和個(gè)人通信環(huán)境中預(yù)測(cè)無(wú)線電波傳播特性的技術(shù)。射線跟蹤法具有信環(huán)境中預(yù)測(cè)無(wú)線電波傳播特性的技術(shù)。射線跟蹤法具有預(yù)測(cè)精度高、易于程序化等優(yōu)點(diǎn)。預(yù)測(cè)精度高、易于程序化等優(yōu)點(diǎn)。 因此，考慮將因此，考慮將

3、3D3D建模應(yīng)用在衛(wèi)星信號(hào)定位中。建模應(yīng)用在衛(wèi)星信號(hào)定位中。1896192019872006背景介紹背景介紹目前主要的定位方法包括三角定位、目前主要的定位方法包括三角定位、指紋定位和基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)。指紋定位和基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)。由于指紋定位相對(duì)高的定位精度，因由于指紋定位相對(duì)高的定位精度，因此在文章中選擇指紋算法來(lái)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星此在文章中選擇指紋算法來(lái)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星信號(hào)定位信號(hào)定位1896192019872006背景介紹背景介紹基于位置指紋的定位技術(shù)基于位置指紋的定位技術(shù)位置指紋定位位置指紋定位離線采樣階段離線采樣階段在線定位階段在線定位階段建立位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，采建立位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，采樣點(diǎn)，將

4、相應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度、樣點(diǎn)，將相應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度、時(shí)間延遲等相關(guān)信息記錄時(shí)間延遲等相關(guān)信息記錄在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中通過(guò)匹配算法將測(cè)得的待通過(guò)匹配算法將測(cè)得的待測(cè)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度、時(shí)間延測(cè)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度、時(shí)間延遲等相關(guān)信息與數(shù)據(jù)庫(kù)匹遲等相關(guān)信息與數(shù)據(jù)庫(kù)匹配，從而估計(jì)出用戶(hù)位置配，從而估計(jì)出用戶(hù)位置由于指紋定位算法在前期采集數(shù)據(jù)的工作量大，并且有些位由于指紋定位算法在前期采集數(shù)據(jù)的工作量大，并且有些位置無(wú)法采集，因此采用置無(wú)法采集，因此采用3D3D建模的方法彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)。建模的方法彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)。1896192019872006原理闡述原理闡述實(shí)現(xiàn)流程圖實(shí)現(xiàn)流程圖某一點(diǎn)的特征向量某一點(diǎn)的特征向量實(shí)現(xiàn)位置估計(jì)

5、實(shí)現(xiàn)位置估計(jì)匹 配算法構(gòu)建構(gòu)建3D模型并設(shè)置模型并設(shè)置相關(guān)參數(shù)相關(guān)參數(shù)計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格中心計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格中心點(diǎn)的特征向量點(diǎn)的特征向量 構(gòu)建指紋庫(kù)構(gòu)建指紋庫(kù)1896192019872006原理闡述原理闡述1 1、構(gòu)建、構(gòu)建3D3D模型并設(shè)置相關(guān)參數(shù)模型并設(shè)置相關(guān)參數(shù)1896192019872006原理闡述原理闡述2 2、計(jì)算特征向量并構(gòu)建指紋庫(kù)、計(jì)算特征向量并構(gòu)建指紋庫(kù) 1896192019872006PDOA PDOA ？ The reference LOS path 1896192019872006原理闡述原理闡述3 3、匹配算法、匹配算法 1896192019872006仿真結(jié)果展示仿真結(jié)果展示

6、定位結(jié)果及誤差定位結(jié)果及誤差34567891011456789101112length(m)width(m)02040608010012014016018020000.050.10.150.20.25定位結(jié)果定位結(jié)果定位誤差定位誤差1896192019872006仿真結(jié)果展示仿真結(jié)果展示 在仿真過(guò)程中發(fā)現(xiàn)定位的準(zhǔn)確度與網(wǎng)格劃分的密度存在一定在仿真過(guò)程中發(fā)現(xiàn)定位的準(zhǔn)確度與網(wǎng)格劃分的密度存在一定關(guān)系，為了確定此關(guān)系選擇在不同網(wǎng)格密度下進(jìn)行指紋匹配，最關(guān)系，為了確定此關(guān)系選擇在不同網(wǎng)格密度下進(jìn)行指紋匹配，最后得出定位準(zhǔn)確度隨著網(wǎng)格密度的增加而提高，并且定位誤差也后得出定位準(zhǔn)確度隨著網(wǎng)格密度的增加而提高，并且定位誤差也隨著網(wǎng)格密度的增加而減小。隨著網(wǎng)格密度的增加而減小。A v e r a g e Positioning Error(cm)mean Accuracy RateTotal Computation Time in Matlab(s) 25 24.4484.16%84.16% 7.31 7.31 50 12.3512.35 85.28% 8