發(fā)布時間：2019-09-16 20:13

【摘要】：物聯網技術的快速發(fā)展和基于位置服務的廣泛開展引起了新一輪的無線定位研究熱潮。目前室外的定位系統(tǒng)利用衛(wèi)星和移動通信網絡,并充分結合二者的優(yōu)點實現了快速、準確的定位。但是因為應用本身需求的差異,人們對室內定位系統(tǒng)精度的要求遠高于室外,再加上信號在有限的空間中更容易受到受墻壁、天花板、障礙物的遮擋,定位效果很難達到預期。在相關的工作中,由于采用的接收信號強度數據處理方法、離線數據庫訓練方法、在線位置估計算法以及實時追蹤算法涉及豐富的數學理論且存在可觀的改進空間,基于位置指紋的Wi-Fi定位系統(tǒng)一直作為熱點研究內容受到了來自高校、研究所,以及企業(yè)研究團隊的廣泛關注�；赗SSI位置指紋的Wi-Fi定位系統(tǒng)可以靈活設置參考點,定位的實現不需要使用幾何法求解,避免了由初始測量值以及迭代計算過程所引入的誤差。但實際中不同的移動終端讀出的RSSI數值會因為供應商和芯片組制造商使用不同的測量標準而存在差異,同時還可能受溫度、同頻信號等干擾因素的影響而發(fā)生明顯的波動。由此本文進行了單AP接收信號強度的采集實驗并對RSSI數值的穩(wěn)定性進行了研究,通過對數據統(tǒng)計處理的結果進行的可視化分析展示了實際環(huán)境中Wi-Fi信號的功率傳播特性。針對因實驗條件有限導致的理論工作者不能高效地獲取用于驗證所提定位算法性能的豐富、可靠、有代表性的RSSI實測原始數據的問題,本文設計并實現了一種基于雙射線追蹤的室內RSSI指紋空間模型。該模型通過Friis方程與麥克斯韋方程組以射線追蹤的方式追蹤直射路徑上的接收信號強度,結合信號的能量反射系數又可以計算出經反射后信號接收強度的變化情況,最后利用綜合了直射加單次反射的雙射線RSSI追蹤算法對空間參數已知的室內環(huán)境進行“直射+單次反射”雙類型共計七條射線的RSSI追蹤來建立位置指紋數據庫。這種模型的實現能夠為定位算法的驗證環(huán)節(jié)提供大量的靈活、可靠的RSSI數據,并提供對相同實驗環(huán)境下反復實驗的支持,有利于理論研究的延續(xù)和深入。針對基于K近鄰預測的在線定位算法抗干擾能力差且只能逐一獨立地估計移動軌跡上的各點的位置坐標的問題,本文通過對連續(xù)勻速移動假設的建模引入Kalman濾波方法并聯合K近鄰實現了一種定位誤差隨在線軌跡增長收斂的實時位置指紋定位算法。最后,本文通過大量的數據實驗驗證了所提RSSI空間模型和聯合定位算法的有效性,總結已完成工作的同時對未來的研究方向也作了預測。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN92

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本文編號：2536402