无线定位常用算法概述

随着计算机网络技术、通信技术、嵌入式技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟，具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器及其构成的无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)引起了人们的极大关注。

这种传感器网络具有低功耗、低成本、自组织的能力，能够自动进行配置和适应环境的变化，具有动态可重构性等特点，能够通过协作实时监测、感知和采集网络，分布区域内的各种环境或监测对象的信息并传送到控制中心，因而被广泛应用于国防军事、国家安全、精细农业、环境监测、智能家居、城市交通以及预防与减灾、人员营救、目标跟踪等方面，适用于在人们无法接近的极端恶劣或特殊环境下监测事件发生的地点[1]。

传感器节点通过飞行器撒播、人工埋置和火箭弹射等方式任意撒落在被监测区域内。

节点的位置信息都是随机的，节点所采集到的数据，若没有位置信息几乎没有应用价值[1]。

所以在无线传感器网络应用中，节点的定位一直是关键问题，同时也是人们研究的热点。

由于传感器节点采用电池供电，节点数量巨大，成本太高，能量有限。

因而利用GPS或其他方式先对网络中的少量节点(锚节点)进行定位，其他大部分节点以锚节点位置为参考，应用各种定位算法实现自身定位。

根据目前出现的定位算法对节点位置估测机制的不同可以分为两大类：基于距离相关的定位算法(Range-Based Localization Schemes)和基于距离无关的定位算法(Range-Free Localization Schemes)。

前者需要测量相邻节点间的绝对距离或方位，并利用节点间的实际距离来计算未知节点的位置；后者不需要自己与锚节点之间的距离或角度信息，而是根据网络连通性等信息估算出自己与锚节点间的距离。

基于距离相关的定位算法使得传感器节点造价增高，消耗了有限的电池资源，而且在测量距离和角度的准确性方面需要大量的研究。

基于距离无关的定位算法则不需要知道未知节点到锚节点的距离或者不需要直接测量此距离，在成本和功耗方面比基于测距的方法具有优势[1]。

uwb室内定位原理UWB（Ultra-Wideband）室内定位原理概述：UWB（Ultra-Wideband）室内定位技术是一种基于无线通信的定位技术，其原理是利用宽带信号在室内环境中的多径传播特性，通过测量信号的到达时间、信号强度等参数，实现对移动目标的准确定位。

本文将详细介绍UWB室内定位的原理及其应用。

一、UWB室内定位原理1. 多径传播特性UWB室内定位的核心是利用宽带信号在室内环境中的多径传播特性。

多径传播是指信号在传播过程中，经过不同路径到达接收器，形成多个接收信号。

这些接收信号之间存在不同的路径长度、相位差和功率差，通过对这些参数的测量和分析，可以实现对移动目标的定位。

2. 时间测量UWB室内定位中最常用的测量参数是到达时间。

发送器发送一个宽带脉冲信号，接收器接收到信号后，通过测量信号到达接收器的时间差，可以计算出信号的传播距离。

利用多个接收器同时测量到达时间，可以得到多个距离值，从而实现对目标位置的定位。

3. 信号强度测量除了时间测量，信号强度也是UWB室内定位中常用的参数之一。

信号在传播过程中会受到衰减、散射等影响，这些影响因素会导致信号强度的变化。

通过测量接收到的信号强度，可以推算出移动目标与接收器之间的距离。

结合时间测量的结果，可以得到更准确的定位信息。

4. 定位算法UWB室内定位的核心是通过测量多径传播特性中的到达时间和信号强度等参数，利用定位算法计算出移动目标的位置。

常用的定位算法包括最小二乘法、贝叶斯滤波等。

这些算法可以通过对测量数据进行处理和分析，实现对目标位置的估计和预测。

二、UWB室内定位的应用1. 室内导航UWB室内定位技术可以应用于室内导航系统。

通过在建筑物内部布置UWB定位设备，可以实现对人员和物品的准确定位和导航。

这对于大型商场、机场、医院等场所来说，可以提高工作效率和用户体验。

2. 室内安全UWB室内定位技术在安防领域也有广泛的应用。

通过在室内环境中布置UWB定位设备，可以实现对人员和物品的实时监控和定位。

基于WiFi的人员定位系统(RTLS无线定位)方案一、RTLS系统概述近年来，随着信息技术在外勤人员定位管理及移动资产跟踪定位管理的应用，移动考勤系统与资产跟踪定位正在进入一个新的飞速发展时期, 计算机技术、RFID技术的不断突破给这一领域注入了新的活力，系统开始向自动化、系统化、多元化发展，从而实现使企业综合信息网络化、过程控制自动化、安全管理信息化、生产集约高效化，实现信息与业务之间完全融合、信息共享，将是现代企业发展的更高追求。

苏州新慧物联科技有限公司基于无线网络Wi-Fi的实时定位系统(RTLS)是业界最精确、最简便可行、最具成本效益的WiFi资产和人员跟踪系统解决方案，系统广泛应用于生产制造和供应链管理、医院系统、化工与危险品跟踪、采矿业、游乐场所、政府和军队等行业。

新慧物联的RTLS系统解决方案使得资产管理部门能够快速寻找资产设备和提高服务效率, 使管理者减少因寻找资产设备设备而浪费的时间。

对必须定时进行预防性维修保养的资产设备提供快速的定位寻找提高服务反应. 还可以对特定人员如外勤、保安、仓管等进行定位跟踪，以便在任何角落快速找到目标。

遇到紧急情况，携带有RFID射频标签的人员可以按下警报按钮发送信号到监控部门寻求帮助。

这可减少搜索目标人员的时间，得到更快的响应。

当有带有WiFi标签但未经授权人员进入限制区时，系统会发出信息给监控部门示警，这可有效防止不必要的意外发生，增强安全管理级别。

通过实时定位跟踪资产和人员的位置，可以为管理者提供显著价值的相关信息，能使各种致力于追求提高反应速度、管理水平和效益的企业受惠。

二、RTLS系统工作原理新慧物联科技基于WiFi的实时定位技术是完全建立在软件基础上，能够不断地实时监控无线网络WiFi覆盖区域内的资产和人员，并实现精确定位跟踪。

使用者可以在一定范围的网络上通过应用软件或者应用程序界面来接受RTLS系统实时传送的信息，对人员进行实时定位与跟踪管理，以提高安全性和工作流程;同时，能够在设施之间对设备进行精确有效地定位、管理和重新部署，优化了资产的能见度，实现最大化的利用率和投资回报率。

三角时差定位法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述三角时差定位法是一种基于三个或更多个位置的时差测量原理而实现的定位方法。

通过测量信号到达不同位置的时间差，进而计算出目标物体的准确位置。

这种定位方法广泛应用于无线通信、雷达定位、卫星导航等领域。

三角时差定位法的原理非常简单，基本思想是通过测量信号到达不同位置的时间差，然后利用三角几何关系计算目标物体的位置。

在实际应用中，首先需要在已知与目标物体之间的距离的基础上，选择至少三个位置进行测量。

通过测量不同位置上的时差，再利用三边定位法或者多边定位法，就可以确定目标物体的准确位置。

三角时差定位法具有许多优点。

首先，它不依赖于目标物体的速度信息，只需要测量信号到达不同位置的时间差即可，因此可以适用于各种运动状态的目标物体。

其次，由于该方法利用了多个位置的信息，可以提高定位精度，减小误差。

此外，三角时差定位法结构简单，实现成本较低，比较容易在实际应用中推广和使用。

然而，三角时差定位法也存在一些限制和挑战。

首先，测量时差的准确性对于定位精度至关重要，而现实中存在多种误差源，如信号传播延迟、多径效应等，这些误差会对定位结果产生影响。

其次，三角时差定位法在测量过程中需要多个位置的协同工作，在实际应用中可能受制于环境条件和设备约束。

因此，如何解决这些问题，提高定位精度和可靠性，是今后研究和发展的重点。

总之，三角时差定位法是一种基于时差测量原理的定位方法，具有广泛的应用前景。

它通过测量不同位置上信号到达时间的差异，实现对目标物体位置的准确定位。

尽管该方法存在一些挑战和限制，但随着技术的不断发展和研究的深入，相信三角时差定位法在未来会有更广泛的应用和更高的定位精度。

文章结构部分的内容可以参考以下建议：文章结构部分主要介绍本文的整体结构安排，为读者提供一个整体的导览，帮助读者更好地理解文章内容和组织思路。

在三角时差定位法这篇文章中，我们将按照以下结构来进行论述和展开：1. 引言：- 1.1 概述：在这一部分，我们将简要介绍什么是三角时差定位法以及它的背景和基本概念，让读者对该定位法有一个基本的了解。

无线监测定位：TDOA_AOA混合定位算法应用作者：暂无来源：《上海信息化》 2015年第11期在无线电干扰查处定位过程中，基于TDOA_AOA的混合定位法，是目前无线电监测网络锁定未知信号源的最合适定位算法。

然而，要实现较高的定位精度，仍需对TDOA软件的兼容性、算法复杂度进行相应改进。

文／朱冉随着无线电频谱使用密度逐步提高，无线电干扰查处任务不断增加。

当前，无线电监测网络已基本形成，但由于建设成本等因素制约，监测站数量有限。

当不明信号源出现时，无线电管理部门只能根据各监测站接收的电平大小大致确定不明信号源的区域，然后利用监测车大范围实地查找，最终确定其位置。

利用现有的无线电监测网络实现对不明信号源的定位，可以提高现有监测网络的利用率，并提高无线电管理部门的工作效率。

基于TDOA_AOA的混合定位算法通过利用多种不同类型的信号特征测量值进行定位估计，最少只需要一个测向站与一个不带测向功能的普通监测站就能完成目标信号源的定位，降低定位系统设备成本，并能保证一定的定位精度。

无线定位技术无线电定位即通过不同接收站对信号参数的估计来获得信号发射源的位置。

根据定位时采用的信号特征参数不同，有以下几类基本定位技术：基于信号到达时间（TOA，Time of Arrival）定位法。

这类方法需要发信机配合携带相关信息，较多用于移动通信网络中。

基于信号到时间定位法是发射机在发射内容中包含发射时间戳信息，接收机在接收信号时与发射时间戳对比，进而得卅信号传输时间获得距离信息。

基于信号到达时间差（TDOA，Time Difference of Arrival）定位法。

该方法是通过测出信号从发射机传输到两个监测站的到达时间差TDOA来确定目标发信机的位置。

根据多个TDOA 数据对应的多条双曲线的交点来估计目标发信机的位置。

由于通过两个监测站的TDOA计算，只能得到一条目标信号源可能位置的双曲线，要准确定位目标信号源位置，至少需要3个监测站组成定位系统同时工作。

常见定位方式定位误差的计算定位误差是指实际定位结果与真实位置之间的偏差。

常见的定位方式包括全球定位系统（GPS）、移动通信系统（如基站定位）、无线传感器网络、惯性测量单元等。

下面我将对其中几种常见的定位方式的定位误差计算进行介绍。

1.GPS定位误差计算：GPS是一种基于卫星信号的定位系统，它通过接收来自卫星的信号来测量和计算位置。

GPS定位误差的计算主要涉及到以下几个方面：-接收机定位误差：GPS接收机的性能和质量也会影响定位的精度。

定位误差可以通过接收机的接收灵敏度、信噪比和多路径效应等因素来计算。

-卫星时钟误差：GPS中的卫星时钟误差会对定位结果产生影响。

在定位的过程中，需要校正卫星的时钟误差，以提高定位的精度。

-接收机钟差：GPS接收机的内部时钟精度也会对定位结果产生影响。

为了减小时钟误差带来的影响，可以采用差分GPS的方法来校正时钟误差。

-多路径效应：在GPS信号的传输过程中，会经历多次反射和散射，导致接收机接收到多个不同路径上的信号。

这些多路径效应会对定位结果产生误差。

可以通过衡量同一卫星的信号在空间中的多路径效应来计算定位误差。

2.基站定位误差计算：基站定位是一种利用移动通信系统中的基站设备对移动终端进行定位的方式。

基站定位误差的计算主要涉及到以下几个方面：-平均距离误差（RTK错误）：基站定位中常常使用差分定位技术，通过测量基站与移动终端之间的距离差，来对移动终端的位置进行计算。

平均距离误差是指多次测量的距离平均误差，可以通过对多组测量数据进行统计来计算。

3.无线传感器网络定位误差计算：无线传感器网络是由分布式传感节点组成的网络系统，用于采集和传输环境信息。

无线传感器网络定位误差的计算主要涉及到以下几个方面：-距离估计误差：无线传感器网络中的节点之间通常通过测量信号强度来估计节点之间的距离。

距离估计误差是指估计值与真实值之间的偏差，可以通过多组测量数据的均值和方差来计算。

-锚定节点误差：无线传感器网络中通常会设置一些已知位置的锚定节点，用于提供参考位置。

无线传感器网络中DV-Hop定位算法的改进随着无线传感器网络技术的不断发展，其在许多领域的应用已经越来越广泛，如环境监测、物联网、机器人技术等等。

而其中距离测量技术的定位算法是无线传感器网络技术的重要组成部分，是实现其他应用的基础。

目前，DV-Hop定位算法是一种常用的无线传感器网络定位算法。

但是，DV-Hop算法存在着一些局限性，如对节点密度变化敏感、误差积累等问题。

因此，对DV-Hop算法进行优化改进既有理论意义，也有实际应用意义。

1.对节点密度变化敏感问题的改进在原始的DV-Hop算法中，节点间距离测量的距离单位是hops，即节点之间传输的数据包的数量。

但在实际场景中，节点密度不均等或者部分节点失效或移动会导致节点到锚点（anchor）的跳数不稳定。

此时，使用hops作为距离单位就无法准确描述节点间的物理距离。

因此，引入一种新的距离单位，例如米或英尺，来重新定义距离的单位。

同时，利用功率级别可以进行距离的调整。

2. 对误差积累问题的改进在传感器网络中，接收端对信号的强度进行衰减，具体衰减程度取决于信号的传输距离和障碍物的存在。

在DV-Hop算法中，感知器节点对锚点节点传输的数据信息时，数据传输距离可能存在误差，而这些误差可能会在向上级汇聚的过程中不断累积。

为解决这个问题，可以在传递节点信息时引入计算定位误差的参数，将定位误差传递给后续节点，以及时修正和调整定位误差。

3. 对安全性问题的改进在传感器网络中，由于信息传输技术的局限性，无线传感器网络往往容易受到恶意攻击。

如果攻击者能够篡改距离测量的数据包，可能会导致整个网络中所有节点的定位信息出错，甚至瘫痪。

因此，在DV-Hop算法中，应该增加一些防篡改措施，比如使用加密手段来保护数据的传输安全。

同时，可以考虑使用多跳路径传输数据，以难以追踪和破解攻击者的预谋。

总之，对于DV-Hop算法的改进，需要考虑到实际应用环境的需求和网络优化的目标，可采用以上措施在一定程度上改善DV-Hop算法的性能，提高其应用价值。