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研究课题

非合作外源室内外无缝定位技术

基于非合作无线电外辅助辐射源的室内外无缝定位技术

 

    针对当前在复杂城市环境下,现有的定位系统定位精度、连续性、可用性等性能不佳或成本过高等问题,无法满足实际应用中室内外无缝定位需求的情况。采用基于数字电视(DTV)、移动通信网络(MCN)、调频广播(FM)、无线局域网(Wi-Fi)等非合作无线电外辐射源作为导航信息源,结合卫星导航(GNSS)、微机电惯性导航(MEMS-INS)、气压高度计(BA)和电子磁罗盘(EMC)等导航源,实现复杂城市的室内外无缝定位。突破基于FM和DTV的非合作外辐射源定位、基于无线电外辐射源信息智能感知的室内外平滑过渡定位、基于图论的多源异构高精度信息融合和高可靠容错等关键技术。研制基于非合作外辐射源的室内外无缝定位原理样机,并通过典型实际环境验证。该项目的研究成果可推动城市位置服务的发展和深入应用,也可推广到消防、救援等特殊应用领域及军事应用领域。

 

研究内容:

(1)  基于DTV测距信息辅助的MCN、GNSS、INS室外多导航源定位技术研究。

    针对当前城市环境下室外定位精度较低,连续性和可用性等不能满足要求的情况,利用DTV信号与GNSS和MCN都具有可以提取测距信息的特性,研究DTV伪距辅助GNSS和MCN的室外定位技术,并研究无线电波的非视距传播对定位影响的抑制技术,同时进一步研究GNSS/MCN/DTV与其它导航源组合定位技术,提高定位性能。

(2)  基于FM辅助的室内多导航源定位技术研究

研究采用基于FM与Wi-Fi组合的功率、多径及信噪比的多属性联合定位技术,并采用INS及气压高度计等导航传感器提高内定位性能技术。

(3)  室内外无缝定位智能切换技术研究

针对基于无线电外辐射源辅助的复杂城市环境的室内外无缝定位问题,采用智能感知及自适应切换技术,提高室内外无缝定位的性能。

(4)  多导航源室内外高精度无缝定位信息融合及高可靠容错技术研究

采用基于图论的融合容错技术实现室内外多导航源的定位。基于图论的信息融合容错方法采用贝叶斯误差网络将传感器测量与系统状态之间的关联等效为测量与状态之间的误差概率模型,通过求解其最大后验概率估计实现多数据的融合。该方法具有扩展方便、灵活性高的特点,很适合本项目导航传感器数量多、定位体制差异大、不同时空组合结构不一致等情况。

关键技术:

(1)  基于DTV/MCN辅助GNSS的室外定位技术

(2)  基于FM辅助的室内多导航源定位技术

(3)  室内外环境智能感知及无缝定位平滑过渡技术

(4)  基于图论的多源异构组合导航系统的高精度融合和高可靠容错技术

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图1 整体研究方案