基于高分值加權的改進陰影匹配定位算法研究

夏景平,胡輝,顏瑜軍,歐敏輝

(華東交通大學 信息工程學院,江西 南昌330013)

0 引 言

隨著全球衛星導航系統(GNSS)的不斷發展,衛星定位已成為人們日常定位最主要的手段之一。然而在高樓密集、高樓間距離短的“城市峽谷”環境中,由于建筑物對衛星信號的遮擋、反射和衍射,會導致多徑干擾、信號衰減、非視距信號(NLOS)被接收和幾何精度因子(GDOP)變大,使得接收機存在較大定位誤差甚至不能定位[1]。

針對“城市峽谷”環境中GNSS接收機不能定位或存在固有過街精度低的問題,Groves[2]提出基于3D城市地圖的GNSS-陰影匹配(SM)算法,該算法利用3D城市模型和衛星仰角、方位角信息來預測不同位置的衛星可見性,并與實際位置GNSS接收機觀測到的衛星可見性進行匹配來定位,仿真表明SM算法能夠實現城市環境下米級的過街精度。Groves、Wang L[3]將SM算法首次用于實測環境,實測結果表明，使用該算法的GNSS接收機能識別出人行道和街道,但模板沒有考慮衛星NLOS信號接收情況。Wang L等[4-6]進一步通過引入衍射模型來改善SM算法的匹配模板,在預測衛星可見性中引入固定的衍射模型,對統計模板進行了細分,并賦予不同的匹配分值,在智能手機上的測試結果表明,使用改善模板的定位誤差相對于以前模板減少了9.4%,但定位精度提高不大。在“城市峽谷”中,衛星信號被玻璃、金屬材質建筑反射會產生較強的NLOS信號,同時由于LOS信號被用戶的身體、樹木或者路過的行人遮擋,也可能衰減很大后被接收機接收,僅通過簡單信噪比(SNR)閾值并不能有效區分LOS/NLOS信號?！?br>