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车辆定位及定位数据融合技术研究
| 论文题名： | 车辆定位及定位数据融合技术研究 |
| 关键词： | 车辆定位;全球定位系统;卡尔曼滤波;虚拟差分阵 |
| 摘要： | 在城市环境中，由于卫星信号受阻挡以及多径效应等原因，车载GPS的定位性能并不尽如人意。为此，论文所在课题组提出了一种基于RFID的车辆主动定位方法(RAVP, RFID based Active Vehicle Positioning)，其瞬时定位精度要远远高于普通GPS接收机获得的定位精度。但是，如果单纯采用RFID定位，其定位误差与RFID标签的间隔距离基本成正比关系，这就意味着要实现高精度的定位，需要进行高密度、大量标签部署，因而短期内实施RAVP方法有一定困难。 为此，本文提出一种结合RFID和GPS的定位方法，将RAVP与GPS定位相结合，在提高GPS定位精度的同时，降低所需标签的数量。本文主要内容包括： 1)将GPS定位所使用的扩展卡尔曼滤波算法(EKF)与最新RVAP相结合，使用RFID标签所提供的精确位置坐标修正EKF算法中的状态估计值。另外，该方法还可以在卫星数目少于4颗的情况下完成定位并抑制定位误差累积。 2)进一步，根据RFID标签的精确定位特性，用车载GPS接收机与RFID标签共同实现了虚拟差分阵。该系统同普通的差分系统一样，可以估计出GPS测量的公共误差，并且还可以有效抑制普通差分GPS中非公共误差增大的弊端，同时，还可估计出观测噪声方差。仿真表明，将该方法与加权最小二乘法以及EKF结合都可以取得较好的定位效果。 3)在通过2)获得观测噪声之后，本文提出利用获取的观测噪声配合Sage-Husa自适应滤波算法进行系统噪声的估计，从而使得卡尔曼滤波器运行在最佳状态，避免滤波发散。同时，针对Sage-Husa算法可能导致的系统噪声不满足半正定性的问题，讨论了一种可以保证 Q矩阵半正定性的有偏估计方法，指出其估计值偏大，但实际应用中仍然有价值。另外北京航空航天大学的张常云提出了比例法 Q估计，他认为通过这种方法可以迭代逼近真实的 Q值。本文证明了该方法得出的估计值会偏小于真实值，并提出了一种指数法 Q估计，从理论上证明该方法可以使估计值稳定在真实值上，并通过仿真表明，该估计方法具有很好的效果。 |
| 作者： | 付新川 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 邝育军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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