徐瑞超

陕西国防工业职业技术学院 机械工程学院 西安 710300

1 设计背景

目前,室外定位导航技术已经较为成熟,全球定位系统、北斗定位系统等都可以提供最高厘米级的定位精度[1-2]。但在室内环境中,遮挡的存在导致卫星信号无法使用,对此,大量研究机构致力于寻求新的定位解决方案。在商场、医院、办公楼、停车场等复杂室内场景中,人员定位与货物位置管理服务显得非常重要。当前,室内定位技术几乎都使用无线传感器网络,并且定位解决方案多样,主要有无线射频识别技术[3]、无线保真网络技术[4]、蓝牙技术[5]、蜂舞无线传感器网络技术[6]、线性调频扩频技术[7]等。笔者基于线性调频扩频技术、蜂舞协议和气压传感器,进行多信息融合,设计了室内定位系统。在这一系统中,线性调频扩频模块为主测距模块,蜂舞协议模块为辅助测距模块。基于所设计的多信息融合室内定位系统进行物体定位试验,确认了系统的有效性。

2 达到时间差算法

基于测距原理的定位算法需要确定移动节点和参考节点的距离信息,常用的定位算法有基于到达角度算法[8]、达到时间差算法[9]、接收信号强度指示算法[10]。获得距离信息之后,通过质心算法、最小二乘法等数据处理方式求得节点的位置坐标。基于时间的定位算法要求具有时间同步性,而实际操作中很难保证时间精确同步。为了克服时间同步偏差,笔者采用到达时间差算法。到达时间差算法示意图如图1所示。……