陈雅娟 周子健 李清华 谢阳光 张一博

摘要：磁信标定位系统展现出的强穿透性、低功耗、低延迟等特点，使其在复杂环境定位领域具有非常大的应用潜力。同时，磁信标定位系统还面临一些挑战，如磁场的快速衰减导致的信号信噪比降低、定位精度下降以及覆盖区域有限、复杂环境下信号可能出现畸变以及在测距时需要磁矩等先验信息的问题。针对上述问题，本文提出了一种基于多传感器的正交旋转磁信标定位算法，并对低信噪比磁场信号的提取与参数辨识算法展开了研究。首先借助磁场矢量之间相位差的表达式求解出稳定的相对俯仰角信息，然后利用多个传感器之间的位置约束求解出目标点的相对方位。与传统磁信标定位系统相比，避免了使用磁矩等先验信息。试验结果显示，不使用磁矩等先验信息的情况下，在信噪比环境为-8dB的环境中，本算法解算得到的最大定位误差为0.23m，平均定位误差为0.09m，定位结果良好。

关键词：磁场定位；弱磁信号；多传感器定位；相位差

中图分类号：V249.3文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.10.012

基金项目：航空科学基金（20175877011）

受室内或地下等环境下导航定位需求的推动，复杂环境下导航定位技术的相关研究越来越丰富。但是复杂环境中有天花板、墙壁、混凝土等会阻碍和扭曲高频信号传输的物体，使得大部分定位技术无法发挥作用[1-3]，如传声器[4]和雷达[5-6]需要视距来进行有效操作；超宽带（ultra wide band，UWB）定位技术由于多径效应会导致定位性能下降。……