基于3D建模场景动态指纹的卫星信号定位方法

1、1896192019872006基于 3D 建模场景动态指纹的卫星信号定位方法姓名：刘莹姓名：刘莹学号：学号：0150349100840150349100841896192019872006主要内容主要内容1 1、背景介绍、背景介绍2 2、原理阐述、原理阐述3 3、仿真结果展示、仿真结果展示1896192019872006背景介绍背景介绍 射线跟踪法是基于电磁理论、几何光学理论和一致性射线跟踪法是基于电磁理论、几何光学理论和一致性绕射理论，通过模拟信号的传播路径来确定从发射机到接绕射理论，通过模拟信号的传播路径来确定从发射机到接收机之间的所收机之间的所有有路径。信号在传播过程中，遇到障碍物会路

2、径。信号在传播过程中，遇到障碍物会发生反射或绕射，根据镜面反射原理和一致性绕射原理计发生反射或绕射，根据镜面反射原理和一致性绕射原理计算出在反射点或者绕射点出信号场强或者多径延迟等。最算出在反射点或者绕射点出信号场强或者多径延迟等。最后将所有到达接收范围的信号进行矢量相加。后将所有到达接收范围的信号进行矢量相加。 3 3维射线跟踪模型是一种被广泛用于移动通信和个人通维射线跟踪模型是一种被广泛用于移动通信和个人通信环境中预测无线电波传播特性的技术。射线跟踪法具有信环境中预测无线电波传播特性的技术。射线跟踪法具有预测精度高、易于程序化等优点。预测精度高、易于程序化等优点。 因此，考虑将因此，考虑将

3、3D3D建模应用在卫星信号定位中。建模应用在卫星信号定位中。1896192019872006背景介绍背景介绍目前主要的定位方法包括三角定位、目前主要的定位方法包括三角定位、指纹定位和基于移动网络的定位技术。指纹定位和基于移动网络的定位技术。由于指纹定位相对高的定位精度，因由于指纹定位相对高的定位精度，因此在文章中选择指纹算法来实现卫星此在文章中选择指纹算法来实现卫星信号定位信号定位1896192019872006背景介绍背景介绍基于位置指纹的定位技术基于位置指纹的定位技术位置指纹定位位置指纹定位离线采样阶段离线采样阶段在线定位阶段在线定位阶段建立位置指纹数据库，采建立位置指纹数据库，采样点，将

4、相应的信号强度、样点，将相应的信号强度、时间延迟等相关信息记录时间延迟等相关信息记录在指纹数据库中在指纹数据库中通过匹配算法将测得的待通过匹配算法将测得的待测点的信号强度、时间延测点的信号强度、时间延迟等相关信息与数据库匹迟等相关信息与数据库匹配，从而估计出用户位置配，从而估计出用户位置由于指纹定位算法在前期采集数据的工作量大，并且有些位由于指纹定位算法在前期采集数据的工作量大，并且有些位置无法采集，因此采用置无法采集，因此采用3D3D建模的方法弥补这些缺点。建模的方法弥补这些缺点。1896192019872006原理阐述原理阐述实现流程图实现流程图某一点的特征向量某一点的特征向量实现位置估计

5、实现位置估计匹 配算法构建构建3D模型并设置模型并设置相关参数相关参数计算每个网格中心计算每个网格中心点的特征向量点的特征向量 构建指纹库构建指纹库1896192019872006原理阐述原理阐述1 1、构建、构建3D3D模型并设置相关参数模型并设置相关参数1896192019872006原理阐述原理阐述2 2、计算特征向量并构建指纹库、计算特征向量并构建指纹库 1896192019872006PDOA PDOA ？ The reference LOS path 1896192019872006原理阐述原理阐述3 3、匹配算法、匹配算法 1896192019872006仿真结果展示仿真结果展示

6、定位结果及误差定位结果及误差34567891011456789101112length(m)width(m)02040608010012014016018020000.050.10.150.20.25定位结果定位结果定位误差定位误差1896192019872006仿真结果展示仿真结果展示 在仿真过程中发现定位的准确度与网格划分的密度存在一定在仿真过程中发现定位的准确度与网格划分的密度存在一定关系，为了确定此关系选择在不同网格密度下进行指纹匹配，最关系，为了确定此关系选择在不同网格密度下进行指纹匹配，最后得出定位准确度随着网格密度的增加而提高，并且定位误差也后得出定位准确度随着网格密度的增加而提高，并且定位误差也随着网格密度的增加而减小。随着网格密度的增加而减小。A v e r a g e Positioning Error(cm)mean Accuracy RateTotal Computation Time in Matlab(s) 25 24.4484.16%84.16% 7.31 7.31 50 12.3512.35 85.28% 8