非视距环境下的定位算法.docx

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1、己有的抑制非视距误差的NLOS方法可分为：直接法和间接法；1、直接法直接对测量值进行处理来消退非视距误差，一般需要对测量值中的非视距误差先鉴别、后消退。基本思想是：通过考察非视距误差的统计特性，找出带误差的测量值与真实值之间的关系，对测量值进行处理以恢复出真实值。用直接法消退非视距误差，最根本的是要找到NLOS误差与真实测量参数之间的关系。2、间接法将消退测量值中的非视距误差与定位过程相结合，通过设计定位算法，增加定位结果对测量值中的非视距误差的鲁棒性，从而削减非视距误差对定位结果的影响。缺点：需要有较多的参考节点参加定位，并且需要存在LOS基站来保证定位的精度。当待测节点对全部的参考节点均不

2、存在LOS时，间接法的定位精度将大大降低一种对NLOS误差具有鲁棒性的，且基于卡尔曼滤波的定位算法：算法的整体过程：一、先用非视距鉴别技术确定参考节点与待测节点之间是否存在NL0S；二、用有偏卡尔曼滤波方法跟踪原始测量曲线，以削减NLoS误差；三、用正交多项式平滑卡尔曼追踪的曲线后，对平滑曲线进行视距重构，进一步抑制NLOS影响。1.非视距鉴别技术：假设基站数目为M,取k个观看时刻，某一时刻匕第m个参考节点到待测节点之间的距离测量值可以表示为真实距离、标准测量误差%&）、和非视距误差NLOSMG之和:MG=LR）+%（G+nlosMJh=1,2,.,;Z=I,2,.,&在LOS环境下，待测节点

3、与目标节点之间的距离只包括标准测量误差，非视距误差NLoSXG三0。一般认为标准测量误差&）N（,j,概率密度为：小卜声LPhd当参考节点与目标节点之间的LoS被阻挡时，电波发生超量延时，产生正均值的随机误差，在不同信道环境中有不同的分布模型，现认为其听从指数分布：1-err0fv）=yrn.Or0其中：r是非视距传播引起的超量时延；&ns=7Jdb是均方根时延扩展；Z为CnWs在Ikm处的中值；d为待测节点与参考节点之间的距离；E为一取值在0.51之间的指数重量；y是一均值为零，标准差为%的对数正态分布随机变量7；与信道的环境有关。如下:信道环境Z(闷%(dB)A闹市区1.00.54B一般市

4、区0.40.54C郊区0.30.54D远郊0.10.54由于TOA测量值中NLOS的分布与电波传播路径上的障碍物的分布有关，所以NLOS误差具有随机性。又由于非视距误差是电波发生超量延迟所致，所以它总是非负的：0NLOSm(ti)lll其中，力,是依据NOkia现场得出的统计量，为130Om左右。LoS环境下测量误差为一零均值高斯随机变量，其取值范围为：一,%,(Jm则在NLOS环境下距离测量值的误差范围为：一“NLOSm()+nm()+4由此可知，非视距环境下的距离测量值的标准差远远大于LOS环境下距离测量值的标准差。所以可以将NLoS环境下距离测量值的标准差与LOS环境下的标准差进行比较，推断测量值中是否存在NLOS误差。LOS环境下距离测量误差的标准差可表示为W=Et;(/,)；NLOS环境下距离测量式采纳N阶多项式平滑后，用最小二乘法解出系数后的测量值可表示为：NT5U)=f)0,既可以认为在该点上消失了较大的NLOS误差，并已经经过卡尔曼滤波的迭代过程将其消退；若b(k)LSY=AXX2%其中：K；=x；+y：最小二乘法解的：x=(aa)1Arr2KF法：状态方程如下：x(k+)1O0X(Z)0X(Z+1)010MZ)I0匕(E)OOlO匕十W(k)嗔+1)_OOOlFV(Z)测量方程中的矩阵为：F-X1y2-y1OOH=.,xM0.其中：hl2-hl2-