本技术介绍了一种多径辅助三维定位精度评估方法,旨在提高定位系统的可靠性评估。该方法首先建立多径辅助三维定位模型,随后推导出模型的位置误差计算公式,以量化评估定位精度。
背景技术
室内定位是指在建筑物内部环境中,通过使用无线技术、传感器等手段来确定和跟踪人或物体的位置的技术。它在室内导航、智能建筑、物流管理、安防监控等领域具有重要意义。在室内环境中,由于受到目标移动和复杂室内环境的影响,通常会存在多径效应,即无线信号沿多条路径从发射机传输到接收机,接收机收到的信号是来自所有路径信号的叠加。因此在室内定位等应用中,多径传播是不可忽略的。如果合理利用多径,不仅可以消除多径对系统的干扰,还可以通过多径信号的特征信息来实现更高精度的定位。另外,室内定位系统中,收发机之间通常没有时间同步,无法获得绝对距离,但是多径之间的差分距离不受相位误差的影响,因此引入多径进行辅助定位可以较好地解决定位系统中收发不同步的问题。
在定位过程中如果能够判断定位结果的好坏,则可以进一步提升基于位置应用的服务质量,例如给出定位结果的同时给出定位结果的置信度。对于定位系统,现有判断定位精度好坏主要可分为以下几类方法:一、地图对比:将定位结果与地图进行对比,观察是否准确;二、多次测量比对:连续多次进行定位测量,观察结果的稳定性;三、多源定位比对:使用多种定位源进行定位,并比较结果;四、定位环境考虑:考虑定位环境对定位精度的影响,如建筑物、山脉等可能会阻挡信号传播。对于多径辅助的定位系统而言,如能提供一种定位精度的评估方法,则可以进一步提升定位的应用价值。
本发明提出一种基于多径辅助三维定位的精度评估方法。首先,基于多径传播构建定位模型;然后,推导出了所提出模型位置误差的克拉美罗下限(Cramér-Rao LowerBound,CRLB);其次,提出形状因子来评估定位精度的好坏,通过分析发现,形状因子越大,定位效果越不好;最后,推导了形状因子的计算表达式,使得不需要计算其他更加复杂的参数就能直接判断定位精度的好坏。
实现思路