基于TDOA原理的地面定位系統中HDOP的研究
一、引言
隨著無線移動通信技術的發展,用戶對移動定位系統的需求也越來越高;诘竭_時間差(Time Difference of Arrival,TDOA)定位已經被證明是一種可靠、定位精度高、實現簡單的定位方法,在以GPS為代表的眾多衛星定位系統中得到了應用。同時,與衛星定位系統相比,由地面站組成的地面定位系統有著搭建簡單、成本低的優點,在某些場合更加適合應用。
無論是設計者還是用戶,對于一個定位系統最關心的參數無疑是它的定位精度。在基于TDOA原理的地面定位系統中,定位精度不僅與偽距的測量精度有關,還與基站的幾何布局有關。幾何布局和水平精度因子(Horizion Dilution of Precision,HDOP)就是反映基站的幾何布局與定位精度之間關系的量。在偽距測量精度相同的條件下,待定位位置的HDOP值越小,得到的定位精度就越高。所以合理安排基站布局,減小定位區域內的HDOP值,是地面定位系統設計中關鍵的一環。
基于此,本文首先介紹基于TDOA原理的地面定位系統中HDOP的計算方法,然后分析N個基站定位時HDOP的極值。最后針對基站數目不同、排列規則不同的多種布局方案進行了仿真,得到了HDOP的分布圖,并提出一種實際工程中可以應用的基站布局方案。
二、HDOP的引出
在基于TDOA原理的定位算法中,計算用戶的位置最終歸結于求解由N個偽距方程組成的非線性方程組[1]:
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