本研究将多点协同定位方法引入UWB定位中,充分发挥UWB信号超高速的传输速度和低成本/低功耗等优势,利用现有各种蜂窝系统的庞大资源,必要时借助GPS系统,实现多点协同定位,定位精确度预计可以达到厘米级水平。该方案是现有定位系统的延伸和扩充,可以在GPS覆盖不到的区域实现快速准确的定位,只需对蜂窝网络设备作适当扩充、修改(如GSM网络中增加LCS功能),不需要对现有移动台进行任何修改,实现相对容易。
本课题主要研究在网络环境下的UWB的室内定位问题。针对UWB定位系统定位精度提高以及在无线网络中附加定位功能的可行性等问题深入研究,主要在以下几个方面展开研究并取得一定成果(1)UWB多点协同定位方案的确定。在定位对象上加载一个体积小,功耗极低且功能尽量简单的定位功能板,与网络基站、主机等构成UWB网络定位系统。本系统的创新点是针对极窄脉冲能量极小、脉冲的检测、识别十分困难的难题,引入重复脉冲调制的概念并应用能量相关检测技术,较好地解决了定位精度和系统复杂度的问题。(2)定位系统同步和定位脉冲的捕获和识别。考虑UWB脉冲能量极低,同时信息速率较高的特点,信令格式确定为在每一帧中加入同步头进行同步监测,经过试验系统的反复测试,确定了首达脉冲到达时间的判定方案。(3)定位系统基站的确定以及定位算法的研究,经过仿真和定位系统的实地测试,在不同站点设置、不同时内环境下的定位精度测试,确定了定位系统基站的位置以及NLOS对定位精度的影响并提出解决方案。(4)UWB定位系统的硬件研制。主要研制了UWB定位系统的发射和接收系统。系统结构简单、性能稳定,定位精度较高。