几种基于测距的定位机制原理

2 TOA 机制
x1 , y1
BS1
r1
E
x, y r2
BS2
x2 , y2
r3
x3 , y3
图 1 三定位站二维 TOA 定位原理
BS3
ri ti t0 c
ri 2 xi x yi y
2 2
3 TDOA 机制
x2 , y2
几种基于测距的定位机制原理
1 引言
常见的无源定位机制有：TOA 、TDOA、 AOA、RSSI 等，这些定位机制都是将其观 测量， 如到达时间（TOA） 、到达时间差（TDOA） 、 到达角度（AOA） 、 接收信号强度 （RSSI） 等转换为距离（在误差影响下为伪距） ，再根据具体的几何关系进行求解，所以都可以归为 基于测距的定位机制。 由于这些定位机制的观测量各具特点，他们的应用场景也有所不同。如 TOA 机制在系 统时间精确同步条件下可获得较高的定位精度， 多用于配合式的定位场合， 如蜂窝网移动台、 传感器网络节点的定位；与 TOA 机制相比，TDOA 机制避免了基站和待定位信号源之间的 同步，适用于非配合式定位应用，如无源雷达等；相比基于 TOA、TDOA 等基于时间测量 的定位机制，AOA 机制不需要时间同步，且实现同维度的定位任务需要的基站（参考节点） 的数量最少，二维平面定位只需要两个基站，但是接收待定位信号的基站（参考节点）必须 具备天线阵列；一般的射频芯片都具有 RSSI 测量功能，故 RSSI 机制实施简便，但易受信 道和噪声影响，在远距离定位时测距误差较大，多用于小范围（如室内）定位。
3 AOA 机制
E
x, y
F 1
r
r1 sin 1
D
r2 E
2
x1 , y1
1
x2 , y2
BS2Biblioteka BS1r1 cos1
r2 cos 2
图 3 两定位站二维 AOA 定位原理
x xi ri cos i y yi ri sin i
3 RSSI 机制
略 参考文献： [1] Ali H. Sayed, Alireza Tarighat, and Nima Khajehnouri. Network-Based Wireless Location : Challenges faced in developing techniques for accurate wireless location information . IEEE SIGNAL PROCESSING MAGAZINE pp. 25-40 July 2005
BS2
r2
E
x1 , y1 BS1
r1
r3
BS3
x3 , y3
图 2 三定位站二维 TDOA 定位原理
ri1 ti t0 c t1 t0 c ti t1 c
2 ri1 ri 2 r12 xi x yi y x1 x y1 y 2 2 2 2