基于正交多项式拟合的非视距定位优化算法

山东大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (6): 12-16.

基于正交多项式拟合的非视距定位优化算法

薛林¹,刘琚²,辛化梅¹*,何京良²

1. 山东师范大学物理与电子科学学院, 山东济南 250014;
2. 山东大学信息科学与工程学院, 山东济南 250100

收稿日期:2009-12-02 出版日期:2010-12-16 发布日期:2009-12-02
通讯作者: 辛化梅(1971-),女,山东青岛人,副教授,博士,主要研究方向为信号与信息处理.E-mail: xinhuamei56@126.com E-mail:E-mail: xinhuamei56@126.com
作者简介:薛林(1970-),男,山东烟台人,工程师,博士研究生,主要研究方向为无线通信定位技术与算法.E-mail: xuelin709@gmail.cn
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(60572105、60872024);教育部科技创新工程重大项目培育资金资助项目(708059);山东省自然科学基金资助项目(Y2007G04);移动通信国家重点实验室开放基金资助项目(W200802);综合业务网国家重点实验室开放基金资助项目(ISN-9-03)

Optimization positioning algorithm in a non-line of sight environment based on orthogonal polynomial fitting

XUE Lin¹, LIU Ju², XIN Hua-mei¹*, HE Jing-liang²

1. College of Physics ＆ Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250014, China;
2. School of Information Science ＆ Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China

Received:2009-12-02 Online:2010-12-16 Published:2009-12-02

摘要/Abstract

摘要：

提出一种非视距环境中基于到达时间的移动定位优化算法。首先在基站端利用系统测量误差的先验知识判断到达时间测量值中是否存在非视距误差;然后通过加权正交多项式拟合对含有非视距误差的测量值进行修正,并利用有约束的加权优化算法对移动用户进行位置估计;最后对算法的定位误差性能进行仿真分析,并与视距环境中的最小二乘算法和有约束加权最小二乘算法的平均定位误差以及定位误差的克拉默·劳下界进行了比较。计算结果表明,提出的算法在非视距环境中能够得到较好的定位精度。

关键词: 非视距, 到达时间, 正交多项式拟合, 优化, 定位

Abstract:

A positioning algorithm based on time-of-arrival in a non-line of sight environment is presented. First, a priori knowledge of standard deviation of measurements noise was exploited to decide whether there were non line of sight errors in time-of-arrival measurements. Then a weighted orthogonal polynomial fitting technique was used to correct the measurements contaminated by non-line of sight errors and consequently give the estimation of location of a mobile station. Finally, mean estimation errors by least squares algorithm and constrained weighted least squares algorithm in line-of-sight environment were calculated and the CramérRao lower bound was also given. Computation results show that the proposed algorithm can effectively reconstruct the range measurements and achieve better location accuracy in a non-line of sight environment.

Key words: non-line of sight, time-of-arrival, orthogonal polynomial fitting, optimization, location position

薛林1,刘琚2,辛化梅1*,何京良2. 基于正交多项式拟合的非视距定位优化算法[J]. 山东大学学报(工学版), 2010, 40(6): 12-16.

XUE Lin1, LIU Ju2, XIN Hua-mei1*, HE Jing-liang2. Optimization positioning algorithm in a non-line of sight environment based on orthogonal polynomial fitting[J]. JOURNAL OF SHANDONG UNIVERSITY (ENGINEERING SCIENCE), 2010, 40(6): 12-16.

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