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高精度定位系统初始化阶段方案设计与实现
| 论文题名： | 高精度定位系统初始化阶段方案设计与实现 |
| 关键词： | 隧道高精度定位系统;UWB定位技术;初始化阶段;三维坐标系;双边双向测距 |
| 摘要： | 在狭小封闭的地下隧道中，GPS信号通常十分微弱甚至无GPS信号。在这样特殊的交通场景下，为了保障在隧道中行驶的车辆的交通安全，车辆的高精度实时定位是一个亟需解决的重要问题。目前市场上用于车辆定位或者是辅助定位都离不开GPS的支持。随着无人驾驶车辆和ADAS逐步投入使用时，解决隧道内部的行车安全问题具有较大的研究意义。 本文基于UWB定位技术的隧道高精度定位系统，在不使用GPS情况下为隧道中的车辆提供实时精确的定位，为车辆搭建一个隧道内部的“GPS”。而定位系统在提供定位服务之前需要一系列的初始化操作才能保证定位系统在定位期间正常运转，本文重点讨论的是高精度定位系统的初始化方案设计，主要工作如下所示： （1）根据实际研发需求本文将定位系统初始化分为三个阶段，分别是设备初始化阶段、APP初始化阶段以及系统初始化阶段，并明确说明了每个阶段完成的具体指标。 （2）为了保证在定位系统在定位服务阶段计算出来的车辆位置有具体的参考坐标，本文设计并实现了隧道三维坐标系建立。在建立坐标系的过程中，本文实现了双边双向测距算法测量出各个定位基站之间的距离，实现了多维缩放算法将距离数据转化为坐标值，再使用三维坐标系旋转的算法完成了坐标系的简历工作。初始化阶段的坐标系建立是后续定位系统能正常运转的基础。 （3）为了满足定位阶段的TDOA定位算法对基站之间的时钟同步的要求，本文设计实现了隧道定位系统的全网同步。在建立全网同步之前，本文搭建了点对点时钟同步模型用来消除钟差和频差。在全网同步时使用了协调器控制隧道内所有基站，使基站之间的同步有序快速完成。 |
| 作者： | 朱文久 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 丁志中;陆学军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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