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车载网的新型定位算法
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2017-11-29
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自从人们把解决交通拥塞和交通事故的目标转向车载自组织网以来，车载网已成为国内外研究的热点课题。对高速运动的车载来说，车载网是否具有精确实时的定位能力，成为解决一切问题的基础。Hohman等人利用GPS接收机设计了一个只有2 cm定位误差的导航系统［1］，但他们并没有考虑在一些不能使用GPS的区域，如隧道。张传斌等人则把UKF滤波方法应用到车载导航中［2］，但UKF滤波方法计算量大，难以满足高速公路上实时性要求很高的车载定位跟踪系统。针对以上问题，本文提出了一种计算量小且实时性较高的车载网定位跟踪算法。
1 单基站车载定位跟踪数学模型
1.1单基站方位时差联合（BTO）定位
在单基站车载定位跟踪系统中，发射基站用T表示，接收基站用R表示，只要接收站能收到信息就可以完成对车载的定位和跟踪。如图1所示，发射站T和接收站R是固定设备，它们装载在路边设施（RSU）上并且假设车载相对于路面是零高度行驶。RL是基线，测量其与车载回波方位的夹角？兹R，发射站T发射的信号经过车载最后到达接收站同发射站T发射的信号直接到达接收站的时间差为？驻Tn，多普勒频移为fd［3］。
基线RL可通过测量工具获得其精确值，接收基站上的传感器只需测得车载回波方位角？兹R和发射基站直接到达基站的时间差？驻Tn就能对车载进行定位跟踪。
发射基站与接收基站的距离RL、车载与发射基站的距离RT和车载与接收基站RR的关系为：
3 仿真
为了考察SUKF算法的滤波性能，本次仿真对SUKF、EKF、UKF算法进行仿真比较。由于SUKF算法主要是简化UKF算法，因此本次仿真除了对仿真精度进行比较分析外，还将对各种算法的改进率等进行统合比较分析。
1 单基站车载定位跟踪数学模型
1.1单基站方位时差联合（BTO）定位
在单基站车载定位跟踪系统中，发射基站用T表示，接收基站用R表示，只要接收站能收到信息就可以完成对车载的定位和跟踪。如图1所示，发射站T和接收站R是固定设备，它们装载在路边设施（RSU）上并且假设车载相对于路面是零高度行驶。RL是基线，测量其与车载回波方位的夹角？兹R，发射站T发射的信号经过车载最后到达接收站同发射站T发射的信号直接到达接收站的时间差为？驻Tn，多普勒频移为fd［3］。
基线RL可通过测量工具获得其精确值，接收基站上的传感器只需测得车载回波方位角？兹R和发射基站直接到达基站的时间差？驻Tn就能对车载进行定位跟踪。
发射基站与接收基站的距离RL、车载与发射基站的距离RT和车载与接收基站RR的关系为：
3 仿真
为了考察SUKF算法的滤波性能，本次仿真对SUKF、EKF、UKF算法进行仿真比较。由于SUKF算法主要是简化UKF算法，因此本次仿真除了对仿真精度进行比较分析外，还将对各种算法的改进率等进行统合比较分析。
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