實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)(rtls)-文庫(kù)吧資料
2025-06-28 17:55本頁(yè)面
【正文】 測(cè)量結(jié)果的平均值。一個(gè)這樣供選擇的就是Nanotron的附加展頻調(diào)頻（CSS）技術(shù)，它只需要用80MHz的帶寬。第二，UWB技術(shù)仍然是一個(gè)很新的技術(shù)并不被研究實(shí)驗(yàn)室以外的人所廣泛接受。然而，發(fā)展UWB技術(shù)有兩個(gè)障礙。相關(guān)峰值盡可能的窄就會(huì)增加這種方法的時(shí)間分辨率，同時(shí)也增加了定位的精確度。所用帶寬和測(cè)量法測(cè)量方法比如TOF常常用互相關(guān)函數(shù)的主要邊緣檢測(cè)去估計(jì)信號(hào)接收的準(zhǔn)確時(shí)間。這個(gè)結(jié)果有合理的精確度，在1米的誤差范圍內(nèi)，即使是在最復(fù)雜的環(huán)境里。它建立在依靠附加寬頻調(diào)頻技術(shù)能夠保護(hù)多徑傳播和噪音干擾的優(yōu)點(diǎn)上。Nanotron改善了往返時(shí)間法，并發(fā)展了對(duì)稱(chēng)雙邊兩路測(cè)量法（SDSTWR），這將在下一節(jié)中被描述。RTT用可以很好預(yù)料的硬件生成應(yīng)答數(shù)據(jù)包，在這里假定，在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)MAC的處理時(shí)間是相等的。這能夠被如下的圖來(lái)說(shuō)明。往返時(shí)間定位法一種克服TOF法固有困難的方法就是使得所要求的時(shí)鐘同步化與測(cè)量無(wú)關(guān)。而且它在室內(nèi)環(huán)境中也相當(dāng)成功，比如混凝土墻和樓梯，而且相比其他方法，它有一個(gè)比較高的精確度。而且，信號(hào)能夠受其他信號(hào)的干擾，噪音，多路徑傳播的影響。與飛行時(shí)間定位法有關(guān)的問(wèn)題一個(gè)理想的TOF系統(tǒng)需要昂貴的精確時(shí)鐘。這種方法能夠被如下的圖來(lái)說(shuō)明。出發(fā)時(shí)間是t1，相應(yīng)的到達(dá)時(shí)間是t2，用一個(gè)估計(jì)的信號(hào)傳播速度S，在兩個(gè)裝置之間的距離D能夠被決定準(zhǔn)確度在12米里。因?yàn)檫@種方法是基于時(shí)間值，時(shí)間的準(zhǔn)確要比前面的方法具有更重要的意義。最終，過(guò)量的WLAN網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵目的就是發(fā)行量，而承擔(dān)著增加的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)的RTLS是仍然待解決的。見(jiàn)[1]是RSSI技術(shù)一種特殊實(shí)現(xiàn)的討論。然而，RSSI基礎(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題是在光非直線(xiàn)傳播和非穩(wěn)定的環(huán)境中找到一個(gè)適當(dāng)?shù)臐撛诼窂綋p耗模型。S1,S2,S3分別表示每一個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度。雖然這種特殊決定待測(cè)節(jié)點(diǎn)與參考節(jié)點(diǎn)之間距離的方法在本質(zhì)上與TOA方法不同，但是位置的計(jì)算依靠相似的算法。在一個(gè)RSSI系統(tǒng)中，待測(cè)節(jié)點(diǎn)與參考節(jié)點(diǎn)之間的距離是由參考節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成一種測(cè)量的距離所決定的，這基于待測(cè)節(jié)點(diǎn)的已知輸出信號(hào)強(qiáng)度和特殊的路徑消耗模型。來(lái)自于至少三個(gè)接入點(diǎn)的接受信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)決定被追蹤的人或者對(duì)象的位置。場(chǎng)所的直線(xiàn)是可取的，比如在一個(gè)開(kāi)放空間里或者在一個(gè)大的開(kāi)放建筑里。因此在大多數(shù)情況下，時(shí)鐘運(yùn)行的異步就影響著定位的估計(jì)值。到達(dá)時(shí)間差定位法需要每一個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘都是同步的。待測(cè)節(jié)點(diǎn)在三維空間中的位置能夠被如下的圖來(lái)說(shuō)明。這個(gè)時(shí)間差就通過(guò)一個(gè)算法換算，并提供了待測(cè)節(jié)點(diǎn)的一個(gè)位置估計(jì)值。每一個(gè)參考節(jié)點(diǎn)需要同時(shí)接收從待測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的信號(hào)并且當(dāng)信號(hào)接收的時(shí)候要同時(shí)記錄。和到達(dá)時(shí)間定位法一樣，到達(dá)時(shí)間差定位法也需要每個(gè)信號(hào)能同時(shí)開(kāi)始傳播，或者同時(shí)或者在信號(hào)傳播之間有某個(gè)已知的延時(shí)。因此，TDoA方法也被認(rèn)為是三維空間的雙曲線(xiàn)定位法。到達(dá)時(shí)間差定位法到達(dá)時(shí)間定位法可以看作是已知位置的點(diǎn)作為球心的球的交點(diǎn)，而到達(dá)時(shí)間差定位法則可以看作是空間里的雙曲線(xiàn)的交點(diǎn)。為了獲得精確到毫微秒的標(biāo)度，這樣距離測(cè)量上也就更精確，就必須發(fā)展一個(gè)精細(xì)的時(shí)鐘系統(tǒng)，而這根據(jù)發(fā)展的時(shí)間和努力需要高額費(fèi)用。圖4：用到達(dá)時(shí)間測(cè)量法決定待測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置與到達(dá)時(shí)間定位法有關(guān)的問(wèn)題為了在經(jīng)過(guò)時(shí)間ti t0,的計(jì)算上得到合理的確認(rèn)，那么待測(cè)節(jié)點(diǎn)和參考節(jié)點(diǎn)之間時(shí)鐘就必須同步。在這里，T表示待測(cè)節(jié)點(diǎn)，R1,R2,R3表示參考節(jié)點(diǎn)。在二維空間中，待測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置能夠被看做三個(gè)以上圓的交點(diǎn)，而在三維空間中，待測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置能夠被看做四個(gè)以上球的交點(diǎn)。用到達(dá)時(shí)間測(cè)量法在二維空間中確定待測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置至少需要3個(gè)參考節(jié)點(diǎn)。傳播時(shí)延，能夠被計(jì)算為tit0,是指的一個(gè)信號(hào)從源站達(dá)終點(diǎn)站之間的時(shí)間滯后，換句話(huà)說(shuō)，它就是一個(gè)信號(hào)從發(fā)射器到接受器之間所傳播的時(shí)間，如下圖所示。而且，到達(dá)角測(cè)量法也對(duì)安全威脅很敏感，因?yàn)檫M(jìn)攻者能夠很容易從一個(gè)不同的位置反射或者中途轉(zhuǎn)發(fā)。此外這種方法的費(fèi)用，所測(cè)定的角的結(jié)果與所建立的環(huán)境中的普遍的多徑傳播敏感相關(guān)。圖2：用到達(dá)角定位法確定待測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置與到達(dá)角定位法有關(guān)的問(wèn)題用這種方法來(lái)進(jìn)行測(cè)量常常需要一套復(fù)雜的412個(gè)位于同一水平線(xiàn)，許多電池位置的天線(xiàn)組。對(duì)每個(gè)參考節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，所收到的信號(hào)的到達(dá)角是來(lái)自于同一個(gè)待測(cè)節(jié)點(diǎn)并計(jì)算的，然后當(dāng)?shù)氐囊胬盟惴▉?lái)決定這個(gè)待測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置。這種方法能夠被如下的圖說(shuō)明，在這里R1是參考節(jié)點(diǎn)，T表示待測(cè)節(jié)點(diǎn)。在待測(cè)節(jié)點(diǎn)或者參考節(jié)點(diǎn)上用方向敏感的天線(xiàn)，那么發(fā)射器的方向就能夠被獲得。這些方法不是獨(dú)有的包含以下這些：到達(dá)角定位法到達(dá)時(shí)間定位法到達(dá)時(shí)間差定位法接收信號(hào)強(qiáng)度定位法飛行時(shí)間定位法對(duì)稱(chēng)雙邊兩路測(cè)距法以上方法的一些組合也在實(shí)踐中得到應(yīng)用。這些計(jì)算結(jié)果接下來(lái)就作為輸入數(shù)據(jù)送入定位裝置，然后定位裝置就運(yùn)行算法去決定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)或者一系列節(jié)點(diǎn)的位置。此外，這些參考節(jié)點(diǎn)可能是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一部分，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)包含連接在一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的有線(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的一個(gè)或者幾個(gè)節(jié)點(diǎn)，即網(wǎng)頁(yè)界面或者軟件界面。這些標(biāo)簽來(lái)自于一組組
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