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基于5G+UWB的室内定位算法研究

张凯丽 涂锐 李芳馨 许霞云 王冰

张凯丽, 涂锐, 李芳馨, 许霞云, 王冰. 基于5G+UWB的室内定位算法研究[J]. 全球定位系统, 2024, 49(3): 38-44. doi: 10.12265/j.gnss.2024038
引用本文: 张凯丽, 涂锐, 李芳馨, 许霞云, 王冰. 基于5G+UWB的室内定位算法研究[J]. 全球定位系统, 2024, 49(3): 38-44. doi: 10.12265/j.gnss.2024038
ZHANG Kaili, TU Rui, LI Fangxin, XU Xiayun, WANG Bing. Research on indoor location algorithm based on 5G+UWB[J]. GNSS World of China, 2024, 49(3): 38-44. doi: 10.12265/j.gnss.2024038
Citation: ZHANG Kaili, TU Rui, LI Fangxin, XU Xiayun, WANG Bing. Research on indoor location algorithm based on 5G+UWB[J]. GNSS World of China, 2024, 49(3): 38-44. doi: 10.12265/j.gnss.2024038

基于5G+UWB的室内定位算法研究

doi: 10.12265/j.gnss.2024038
基金项目: 国家自然科学基金项目(41974032, 42274019)
详细信息
    作者简介:

    张凯丽:(1998—),女,硕士研究生,研究方向为多源融合定位数据处理. E-mail: kaili1998@163.com

    涂锐:(1985—),男,博士,研究员,研究方向为GNSS精密定位、测速、时间传递、灾害监测等. E-mail: turui-2004@126.com

    李芳馨:(1997—),女,博士研究生,研究方向为北斗+5G融合定位数据处理. E-mail: 406208025@qq.com

    通讯作者:

    涂 锐E-mail: turui-2004@126.com

  • 中图分类号: TN929.5

Research on indoor location algorithm based on 5G+UWB

  • 摘要: 第五代通信技术(5th-Generation,5G)为室内定位领域带来了新的可能性,超宽带(ultra wide band,UWB)定位技术与5G定位技术都具有带宽大、频率高的特性,但是定位性能却略有差异. 针对单一传感器定位的准确性、稳定性差的问题,本文提出了5G+UWB的融合定位算法,构建了基于到达时间差(time difference of arrival,TDOA)的5G室内定位、基于三边定位算法的UWB室内定位以及基于融合定位算法的5G+UWB室内定位模型. 首先验证了通过加权最小二乘(weighted least squares,WLS)算法得到的各单系统的初步定位结果,之后验证了结合Taylor级数展开法得到的改进后定位结果. 在此基础上,进一步对通过融合算法将两个单系统定位结果进行融合后的组合定位结果进行实验验证. 实验结果表明:UWB单系统定位结果呈现准确性较低、稳定性较高的特点,5G单系统定位结果呈现准确性较高、稳定性较低的特点,二者组合后可得到准确性和稳定性都相对较好的定位结果,组合系统定位精度最高可达0.22 m,最低可达0.73 m,可实现亚米级定位.

     

  • 图  1  UWB室内定位场景图

    图  2  5G室内定位场景图

    图  3  不同方法定位结果

    图  4  UWB单系统定位结果

    图  5  5G单系统定位结果

    图  6  5G+UWB定位结果

    图  7  各方向稳定性

    图  8  方差变化图

    图  9  RMSE变化图

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出版历程
  • 收稿日期:  2024-02-23
  • 网络出版日期:  2024-04-25

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