1 模型
如今,无线通信技术和移动互联网发展迅速,人们在日常生活中,对定位服务也产生了越来越多的需求.GPS(Global Position System)定位系统的首要作用是对目标进行无线导航定位,它是一种具有特定功能和结构的定位系统.但它仅适用于宽敞的室外空间环境,而在室内,城市楼房区,隧道,地下空间等区域,GPS信号覆盖不佳,需要采用室内无线定位,从而实现对移动设备的精确定位.室内无线定位的硬件载体大多存在于各种手持终端之中.作为定位技术的一个重要分支,室内定位技术是将无线传感器网络,无线终端设备运用于室内环境之下,对用户位置进行定位的技术.在众多室内定位技术中,对比二维平面定位技术,室内三维定位技术的实用价值更为突出.人们在实际的室内环境中,室内无线定位技术也可以最大程度地提供实时地理位置信息服务.当前,如蓝牙,红外线,超宽带,RFID,基站定位,Wifi等,均属于其中较为常见的室内定位技术.定位技术的实现主要是依靠基站,结合手机终端,来实现室内无线定位.但是,室内环境较为复杂,特殊,因而导致了当前室内三维定位技术面临如下相关问题:一是如何克服室内环境在非视距传播环境(NLOS)下的多径传播导致的TOA误差,进而实现定位精度的提升;二是如何在三维空间中运用二维平面定位技术,进而通过立体化定位服务的提供,使得用户需求得以满足.
2 部分代码
```matlab
clc
clear all
close all
light_speed=3e8;
AP=[
176.40 193.11 3.28
268.95 180.50 4.62
67.49 141.23 2.02
185.29 108.62 4.04
63.26 -32.11 2.56
176.09 -278.80 3.57
246.80 -136.20 3.59
-99.60 -210.37 2.25
283.82 175.50 2.79
-42.68 -36.21 3.21
239.40 110.68 3.13
-289.90 23.23 4.02
76.72 15.08 3.00
-71.81 -282.87 4.39
-239.55 -112.95 2.17
130.93 132.87 3.68
-269.52 173.16 3.22
225.35 283.20 2.73
-226.84 167.13 2.93
-211.25 146.20 2.98];
Node_number=length(AP); %节点数目30
for i=1:Node_number
Node(i).x=AP(i,1);
Node(i).y=AP(i,2);
Node(i).D=Node(i).x^2+Node(i).y^2;
end
%load TAG.mat; %载入终端真实坐标
load T.mat %载入toa
for j=1:length(T) %循环开始
%target=TAG(j,:);
t=T(j,:);
%Target.x=target(1) ;
%Target.y=target(2);
X=[];
Z=[];
d1=t*light_speed
Z=d1;
for i=1:Node_number
%[d1,d2]=DIST(Node(i),Target);
%d1=d1+0.03*randn;
X=[X;Node(i).x,Node(i).y];
% Z=[Z,d1];
end
H=[];b=[];
for i=2:Node_number
H=[H;2*(X(i,1)-X(1,1)),2*(X(i,2)-X(1,2))];
b=[b;Z(1)^2-Z(i)^2+Node(i).D-Node(1).D];
end
Estimate=inv(H'*H)*H'*b;
Est_Target.x=Estimate(1);Est_Target.y=Estimate(2);
EST_TARGET(j,1)=Estimate(1);EST_TARGET(j,2)=Estimate(2); %位置估计矩阵EST_TARGET(j,1)
%[Error_Dist,d2]=DIST(Est_Target,Target);
%ERROR(j)=Error_Dist; %位置误差矩阵ERROR
end
figure
hold on;
for k=1:length(T)
%h2=plot(Target.x,Target.y,'k^','MarkerFace','b','MarkerSize',10); %画真实位置
h3=plot(EST_TARGET(k,1),EST_TARGET(k,2),'ks','MarkerFace','r','MarkerSize',10); %画估计位置
% line([Target.x,Est_Target.x],[Target.y,Est_Target.y],'Color','k');
% legend([h1,h2,h3],'参考节点','目标点真实位置','目标点估计位置');
end
hold on;box on;
for i=1:Node_number
h1=plot(Node(i).x,Node(i).y,'ko','MarkerFace','g','MarkerSize',10);
text(Node(i).x+2,Node(i).y,['Node ',num2str(i)]);
end
legend([h1,h3],'参考基站','目标点估计位置')
3 仿真结果
4 参考文献
[1]何国玺, 林默涵, 李岩松,等. 基于无线通信基站的室内三维定位问题[J]. 数学的实践与认识, 2017(14).
