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《異構(gòu)無線系統(tǒng)室內(nèi)外無縫定位技術(shù)研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、博士學(xué)位論文異構(gòu)無線系統(tǒng)室內(nèi)外無縫定位技術(shù)研究HETEROGENEOUSWIRELESSSYSTEMSBASEDSEAMLESSPOSITIONINGTECHNOLOGIES鄒德岳哈爾濱工業(yè)大學(xué)2016年6月國內(nèi)圖書分類號:TN914,TN918學(xué)校代碼:10213國際圖書分類號:654密級:公開工學(xué)博士學(xué)位論文異構(gòu)無線系統(tǒng)室內(nèi)外無縫定位技術(shù)研究博士研究生:鄒德岳導(dǎo)師:孟維曉教授申請學(xué)位:工學(xué)博士學(xué)科:信息與通信工程所在單位:電子與信息工程學(xué)院答辯日期:2016年6月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TN914,T
2、N918U.D.C:654DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringHETEROGENEOUSWIRELESSSYSTEMSBASEDSEAMLESSPOSITIONINGTECHNOLOGIESCandidate:ZouDeyueSupervisor:Prof.MengWeixiaoAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpeciality:InformationandCommunicationEngineeringAffiliation:S
3、choolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence:June,2016Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要導(dǎo)航定位是無線服務(wù)新的增長點(diǎn),而無縫定位是導(dǎo)航定位服務(wù)當(dāng)前的發(fā)展趨勢。公眾對于基于位置信息服務(wù)(LocationBasedServices,LBS)的需求越發(fā)強(qiáng)烈,定位技術(shù)急需打破由應(yīng)用場景不同而造成的壁壘,通過各種技術(shù)手段形成無縫定位技術(shù),更好地適應(yīng)未來LBS發(fā)展的需求。目前室外定位技術(shù)基
4、本成熟,以全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)為基礎(chǔ)的LBS服務(wù)已經(jīng)在很大程度上滿足了民用領(lǐng)域的室外導(dǎo)航服務(wù)。但在室內(nèi)或城市峽谷等復(fù)雜環(huán)境下,GNSS技術(shù)尚不能提供可靠的定位服務(wù)。因此,室內(nèi)等高遮擋環(huán)境一度被認(rèn)為是定位服務(wù)的盲區(qū),因而無縫定位的研究也一度局限于室內(nèi)定位技術(shù)研究。近年來,室內(nèi)定位技術(shù)成為研究熱點(diǎn),大量室內(nèi)定位技術(shù)的涌現(xiàn)為室內(nèi)LBS提供了豐富的技術(shù)選擇,甚至部分室內(nèi)定位技術(shù)已經(jīng)開始進(jìn)行商用嘗試。但由于室內(nèi)定位和室外定位是各自獨(dú)立發(fā)展的,二者存在著先天的縫隙。在此背景下室內(nèi)等
5、復(fù)雜場景和室外等開闊場景間的縫隙就成為了無縫定位技術(shù)研究中的新焦點(diǎn)。如何構(gòu)造室內(nèi)外無縫銜接的定位導(dǎo)航系統(tǒng),成為無縫定位技術(shù)的最后一個(gè)瓶頸。本課題首先分析了室內(nèi)外導(dǎo)航技術(shù)的現(xiàn)狀,尤其對無縫定位技術(shù)的發(fā)展路線進(jìn)行了分析。結(jié)合室內(nèi)和室外環(huán)境下的現(xiàn)有定位技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,對無縫定位技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展方向進(jìn)行了總結(jié)。確定了將異構(gòu)定位系統(tǒng)進(jìn)行融合構(gòu)建無縫定位體系的策略,以最大化地利用現(xiàn)有的定位系統(tǒng)資源。將課題目標(biāo)定位為,解決室內(nèi)環(huán)境下的指紋圖建設(shè)成本問題;設(shè)計(jì)定位系統(tǒng)間的切換策略,以支持異構(gòu)無縫定位系統(tǒng);將指紋定位的應(yīng)用環(huán)境擴(kuò)展到室外,彌補(bǔ)城市峽谷場景下的
6、GNSS服務(wù)盲區(qū)。文中對研究中所需要涉及到的背景理論進(jìn)行了介紹。明確了指紋定位的工作機(jī)理,以及指紋圖自主建立技術(shù)的基本原理。同時(shí)也對切換算法的常用手段進(jìn)行了總結(jié)。由于室內(nèi)定位目前仍然沒有完全成熟,尚沒有能夠在該場景下穩(wěn)定工作的定位系統(tǒng)。本文首先對此傳統(tǒng)的定位盲區(qū)進(jìn)行研究。研究指出指紋定位技術(shù)有效地利用了室內(nèi)等復(fù)雜環(huán)境的特點(diǎn),有望成為未來室內(nèi)場景主要的定位技術(shù)手段。針對指紋定位中指紋圖的建立和維護(hù)這一關(guān)鍵問題,本研究提出了一種自生長式的指紋圖自主建立算法。算法基于志愿者上傳數(shù)據(jù),不斷擴(kuò)大指紋圖的覆蓋面積。同時(shí)提出了一種基于KNN算法的指紋圖提
7、取策略作為-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文基于參與式感知指紋圖建立手段的核心技術(shù)。經(jīng)過對不同的指紋圖提取算法進(jìn)行對比分析表明KNN算法在指紋圖提取算法中具有更大的應(yīng)用價(jià)值。在室內(nèi)外定位技術(shù)的銜接問題上,本課題對定位系統(tǒng)間的切換技術(shù)也進(jìn)行了分析。結(jié)合定位系統(tǒng)本身的特點(diǎn),研究中分析了切換的切換區(qū)設(shè)置問題、切換觸發(fā)問題、切換判決等問題。針對指紋定位系統(tǒng),本課題分別提出定位精度估計(jì)算法和基于歐氏距離的切換策略,形成系統(tǒng)間切換和邊緣切換的體系。為擴(kuò)大指紋定位技術(shù)的應(yīng)用范圍,提高無縫定位技術(shù)的魯棒性。本文對開闊場景下使用指紋定位的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了分析。研
8、究發(fā)現(xiàn),環(huán)境變化導(dǎo)致的偶發(fā)性大幅定位誤差是限制指紋定位在空曠場景應(yīng)用的主要因素。針對開闊場景下指紋定位所面臨的挑戰(zhàn),研究中給出了自適應(yīng)特征空間定位算法和基于運(yùn)動特征約束的跟蹤算法