NLOS环境下移动台位置与速率估计

NLOS (Non-line of Sight)误差是定位中的主要误差来源,直接影响了定位的精度 。在MIMO（Multiple Input Multiple Output）系统中,基于NLOS信道模型的定位方法成为 解决NLOS定位误差问题的利器。基于此提出一种新颖的几何方法,仅采用两条NLOS路径就可 计算MS(Mobile Station)的位置,并且只需要利用单个基站便可完成MS的定位,克服了基站 数目过少无法准确定位MS的缺陷。在此基础上,还给出了最小二乘与最大似然算法利用多条 NLOS路径来改善定位精度的方法,并利用它对NLOS环境下运动的MS进行定位跟踪。理论分析 和仿真结 果都证明该定位方法在NLOS环境中对MS定位的有效性与精确度。     

场面多点定位信号处理独立性的实现

大型机场的场面多点定位（MLAT）系统具有接收站布局复杂和非视距（NLOS）传播严重的特点,为了选择最佳定位站点组合和消除NLOS对目标定位的影响,需要提供一个目标的估计位置。以往采用目标前次定位位置的方式存在将前次定位误差引入到当次目标信号处理中的缺陷。为了实现多点定位系统对目标当次信号处理的独立性,采用一种基于最优水平精度因子（HDOP）的目标位置估算方法,利用当次测量达到时间（TOA）信息,基于最优HDOP,通过快速优选、位置一致性判定和优化站点等方法,快速估计出目标当次二维位置,数据处理系统利用当次目标估计位置完成最佳站点组合选择和NLOS处理。仿真测试和机场场面真实数据测试验证了该方法的可行性,同时表明利用该方法提高了多点定位系统的定位连续性和定位精度。     

一种稀疏重建的多基地雷达多目标定位算法

采用距离和信息的多基地雷达多目标投影定位算法中，距离向脉冲压缩后分辨率降低，需要已知空间中目标个数。针对此问题，提出了一种稀疏重建的多基地雷达多目标定位方法。该方法利用多个接收机中目标稀疏度相同的特点，通过构造平均重构残余误差变化率和平均散射系数变化率作为正交匹配追踪(OMP)算法迭代终止判定条件，自适应地终止OMP算法的同时获得稀疏重建信号以及信号稀疏度的估计值，提高了距离向分辨率，获得了对空间中目标个数的估计。仿真实验表明所提算法有效抑制了距离向主瓣展宽和旁瓣串扰，提高了距离向分辨率。同时，所提算法在不同噪声环境下能准确估计空间中目标个数并提取其空间位置，实现对空间中目标的准确定位。     

基于雨衰雪衰影响的空间信道统计模型

针对某些特殊的移动通信环境中信号的到达角度（TOA）、到达时间（AOA）等信道参数估计的复杂性，提出一种基于散射体均匀分布室外统计信道模型。该模型将树木中的树冠层作为散射体呈均匀分布在移动台与基站周围的椭圆形区域内，通过树冠层在雨雪环境中的相对介电常数来分析降雨降雪量对信号传输带来的影响，可以方便地估计出此室外微小区的空时信道参数，如AOA概率密度分布函数、TOA概率密度分布函数以及到达角度/到达时间（AOA/TOA）联合概率密度分布函数。仿真结果表明，信号的到达时间TOA以及到达角度AOA随着降雨降雪量的增大而增大，尤其当降雪量增大使得树冠层相对介电常数达到4.5时，信号的传输将被阻塞。该模型的信道参数估计结果符合理论与经验，扩展了移动无线通信信道模型的研究与应用。     

一种适用于机场场面监视MLAT系统的状态模型

根据直角坐标系的目标运动模型和无源多点时差定位系统(MLAT)的特点,推导出了一种到达时间差（TDOA)状态模型方程,并基于该模型方程,设计了一种TDOA跟踪滤波器。与传统TDOA状态模型方程相比,所推导出的状态模型方程和滤波器不但能提高TDOA的估计精度,还可更有效地消除非视距（NLOS）成分。仿真和实测数据证实了所推导状态模型方程和所设计跟踪滤波器的有效性。     

利用多照射源的单站多目标无源定位

提出一种针对多目标的单站无源定位算法,综合利用多个外部照射信号,基于对信号多径时延的测量,在目标位置空间进行概率融合,将多目标定位问题转化为对一个目标函数的多峰寻优问题。该算法通过空间关联性实现参数自动配对,能依据单次观测数据对较大数量的散射体目标同时定位。     

利用Kalman滤波修正卫星导航差分RTK定位坐标

卫星导航差分RTK(Real Time Kinematic)定位方法的定位精度极易受到载波相位整周模糊度固定算法的影响，在模糊度固定失败的情况下，差分RTK定位将出现大幅偏差。针对该问题，基于Jerk模型提出了一种利用Kalman滤波修正差分RTK定位坐标的方法。在传统Jerk模型基础上，将卫星导航系统输出的载体运动速度信息引入状态空间模型的观测方程。基于扩展状态空间模型，利用Kalman滤波器实时修正载体的位置坐标。半实物仿真表明，所提方法能大幅改善卫星导航差分RTK定位精度。     

利用信道状态信息的室内定位技术

多径效应导致基于信号接收强度（RSSI）的室内定位方法精度不高，采用更细粒度的物理层信道状态信息（CSI）可以区分不同路径，提高定位精度。在已有基于CSI室内定位方法的基础上，通过改进对数距离路径损耗模型，得到CSI与传输距离的关系，并结合目标位置所测得的CSI值回归出目标与发射端的距离，最后通过三边定位法预测出目标的位置坐标。实验表明，相比基于RSSI的定位方法以及已有的基于CSI的定位方法，所提方法2 m以内的误差概率提高了将近40%和20%，有效提高了定位精度。     

一种多脉冲联合处理的塔康辐射源定位方法

根据塔康（TACAN）脉冲序列的连续性，提出了一种基于多脉冲联合测向定位的新方法。该方法仅需两个相距较远的天线阵元，先利用塔康脉冲的特征，建立单个脉冲和多个脉冲间对应的侦测平台、目标飞机以及塔康信标台三者位置关系方程，得到目标方位初始解；利用该初始解，对两阵元干涉仪测向解模糊，得到方位角的高精度解，再代入时差-方位双曲线方程得到目标位置的高精度解。该方法相比传统方法有更高的测向定位精度和更简化的天线布局，有利于工程应用推广。     

一种基于场强差的移动台定位改进算法

为了解决传统的移动台定位过程中信号的传播误差对定位精度的影响,提出了一种基于移动台与服务基站之间的场强差来确定移动台位置的改进算法。小波变换在信号消噪处理中可以取得良好的效果,通过选择合适的小波函数和分解层数,对测量得到的场强差进行分解和重构,然后用经典Chan算法确定移动台位置,大大降低了传播误差对定位精度的影响。仿真表明,该算法能很好地抑制传播误差,其定位效果比直接使用Chan算法更加稳定。     

主动雷达与惯导设备安装夹角的标校

针对主动雷达与惯导设备安装夹角引起的测角误差问题，提出了一种高效、高精度的标校方法。采用差分全球定位系统(Global Positioning System,GPS)分别测量目标和雷达在大地坐标系中的位置信息，并转换到目标地理坐标系中；同时通过雷达和惯导测量的雷达坐标系下的目标角度、距离信息，建立目标地理坐标系和雷达坐标系的转换方程，计算出雷达和惯导在目标地理坐标系下的安装夹角。性能分析和仿真结果表明，在确保差分GPS坐标、惯导输出姿态角和雷达测量角精度的条件下，所提方法能有效和高精度的测量出安装夹角。该方法通过了外场试验标定和机载试验验证，可推广到车载或机载雷达与惯导设备的安装夹角标校中。     

移动通信室内外空间几何信道模型的分析与比较

针对频率非选择性无线多径衰落信道,基于室外通信环境下的空 心圆模型,提出了一种改进的适应于室内通信环境的空心圆模型。通过推导接收信号的空时 联合分布以及边缘分布概率密度函数,分析和比较了两种空心圆几何信道模型的空时统计特 性。通过空心圆的空心率以及收发机间距的信道参数变化,仿真结果阐明了空心圆模型在圆 盘模型和圆环模型之间过渡的变化机理,以及不同无线通信环境下的信道信息。     

联合V2X通信和最小跳数距离的车辆定位方法

针对传统V2X定位方法定位成功率及定位精度较低的问题,提出了一种联合V2X通信和最小跳数距离的车辆定位方法。车辆利用最小跳数距离估算自身与通信范围外辅助节点间的相对距离,并利用路径相似度因子最高的辅助节点对该误差进行补偿,从而改善定位性能受通信距离约束的局限性。同时,综合考虑距离、辅助节点类型对定位性能的影响,利用加权最小二乘法对车辆位置坐标进行解算,提升定位的精度。仿真结果表明,所提定位方法与V2X定位方法相比,在定位成功率及定位精度方面分别提升38.6%和12.5%,具有一定的应用价值。     

IMU辅助的TDOA室内定位

室内环境下，当无线信号受到多径和非视距干扰时，传统的基于到达时间差（Time Difference of Arrival，TDOA）的测距模型定位精度不满足室内定位精度要求。为此，提出利用TDOA与低成本的惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU）相结合的定位方法。在视距情况下，只有TDOA系统工作，但在信号受到干扰时，利用IMU能够在短时间内提供一个准确的相对位置信息的特性，采用TDOA算法对其进行辅助定位，并利用卡尔曼滤波器对它们的数据进行预处理，最后使用扩展卡尔曼滤波器对数据进行处理融合。实验结果表明，提出的算法比传统的TDOA定位具有更高的精度。     

蜂窝移动定位系统定位精度提高算法的研究进展

提高蜂窝移动定位系统的定位精度是定位技术在CDMA系统中广泛应用的关键。针对提高移动定位精度算法的研究，分别从基本定位算法、非视距传播误差消除算法、抗多径干扰时延估计和抗多址干扰算法、数据融合定位方法等几个方面进行了详细的分析和讨论，综述了该领域的最新研究进展，提出了自己的观点。最后对移动定位精度提高算法研究的未来进行了展望。     

对抗NLOS误差的TOA/AOA混合无线定位算法

信道的时间和空间的变化所导致的非视距（NLOS）传输是移动定位技术面临的巨大困难。为此，利用蜂窝网络的结构、信号到达时间（TOA）以及信号到达角度（AOA）提出了一种TOA／AOA混合定位算法，有效地解决了这一问题。研究了算法在不同类型NLOS误差下的表现，结果表明该算法能够有效地降低NLOS误差的影响，定位精度比其它算法有显著提高，而且在不同分布的NLOS误差下表现稳定。     

TRM-FMM室内无线定位技术

在室内多径环境下信号视距传播易受障碍物影响,导致现有的一些室内定位技术对室内环境分布的估计较为困难。时间反转镜(TRM)室内无线定位技术可以有效地减少室内多径效应对信号的影响以及复杂环境造成的延时。但是,若没有信号传输信道的信息,常规TRM技术的定位精度就会大打折扣。针对该问题,给出了一种基于快速行进算法(FMM)的TRM室内无线定位方法。该方法首先利用FMM和同时代数重建算法(SART)迭代更新计算室内环境分布,然后使用估计结果进行TRM定位。仿真结果显示,对于小型规模的目标物体定位误差约为1.84 cm,在未知室内信道信息的仿真环境下,该方法比常规TRM技术的定位精度提高约32.90倍。