地面数字电视广播和导航卫星信号混合定位系统中的新型定位算法.docVIP

 地面数字电视广播和导航卫星信号混合定 位系统中的新型定位算法# 吴虹，陈瑶，向坤，赵迎新，章辉* 5 10 15 20 25 30 35 40 （南开大学信息技术科学学院，天津 300071） 摘要：针对导航卫星定位系统在室内和高楼间无法定位的难题，考虑到地面电视信号的自身 优越性，文中提出利用我国正在大力发展的地面数字多媒体电视广播来辅助卫星导航信号进 行混合定位。在城市环境中众多障碍物的遮挡会使多径影响严重，对此本文基于混合定位系 统提出一种新型非视距误差消除算法——距离动态补偿和线性位置线联合算法。仿真结果表 明，该联合算法优于传统的泰勒级数展开法，即使在非视距影响严重的恶劣环境中仍可实现 可靠定位。 关键词：无线定位；导航卫星；到达时间；非视距传播；多径 中图分类号：TN929.53 A novel location algorithm based on hybrid positioning system combining DTMB with satellite navigation signals Wu Hong, Chen Yao, Xiang Kun, Zhao Yingxin, Zhang Hui (College of Information Technical Science, Nankai University, TianJin 300071) Abstract: Given the advantages of digital television signals, the hybrid positioning system combining DTMB and satellite navigation signals has been introduced, in case of failure in satellite positioning alone. In this paper we take some further study on the method of NLOS error mitigation based on this system in view of a large number of obstacles in the urban environment. This novel algorithm is referred to as Range Dynamic Compensation and Linear Line of Position Joint Algorithm. The simulation testing result indicates that this joint algorithm which is superior to Taylor series algorithm can achieve reliable location even in areas with serious NLOS contamination. Keywords: wireless location; satellite navigation; Time Of Arrival; Non-Line-Of-Sight propagation; multipath 0 引言 随着社会经济发展和信息化进程的不断深入，人们对空间信息的获取和要求愈发迫切， 卫星导航技术日益成熟。但是由于在高楼耸立的市区所能观测到的卫星数目和卫星的几何图 形结构都很难达到精确定位的要求，仅仅依靠卫星导航显然无法满足人们对位置信息的需 求。目前我国新一代的数字地面广播系统——中国地面数字多媒体电视广播（Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting，DTMB）已经覆盖绝大部分中小城市。由于地 面数字电视信号具有较高的发射功率，工作在较低频段，与绝对时间严格同步等众多优点， 我们提出了利用 DTMB 辅助导航卫星信号混合进行定位的系统，文献[1][2]已经论证了该系 统的可行性以及优越性。 电磁波在传播过程中，由于障碍物的阻挡，信号只能以反射、折射、散射等方式传播， 这种传播叫做非视距（Non-Line-Of-Sight，NLOS）传播，由此给测量值带来的误差为 NLOS 误差[3]。在城市环境下，由于障碍物阻挡引起的多径干扰和非视距误差以及蜂窝通信系统中 “远近效应”引起的多址干扰都极大地影响移动定位的精度，其中非视距传播（NLOS）误 基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（20110031110028） 作者简介：吴虹，(1967-)，女，教授，无线通信技术。 E-mail: wuhong@nankai.edu.cn -1-