时分广播定位系统中运动用户基于序贯伪距测量的最优定位
信号处理
2021-02-03 v2
摘要
在时分广播定位系统（TDBPS）中，用户设备（UD）通过获取多个同步基站（BS）广播信号的序贯到达时间（TOA）或伪距测量值来确定其位置。现有针对TDBPS、利用序贯伪距测量和线性时钟漂移模型的定位方法（即LSPM-D）未补偿由UD运动引起的位置位移，会导致位置误差。本文根据UD速度已知情况，针对不同的情形提出了一组最优定位方法。首先，对于已知UD速度的情形，我们提出了最优定位方法LSPM-KVD，以补偿运动引起的位置误差。我们证明当UD静止且速度为零时，LSPM-D是LSPM-KVD的特例。其次，对于UD速度未知的情形，我们提出了一种最大似然（ML）方法以联合估计UD位置和速度，即LSPM-UVD。第三，在已知UD速度的先验分布信息时，我们提出了一种用于定位的最大后验（MAP）估计器，即LSPM-PVD。我们推导了这三种估计器的克拉美-罗下界（CRLB）并分析了它们的定位误差性能。我们表明，LSPM-KVD的位置误差随假设已知速度偏离真实值的程度而增大。正如预期，LSPM-KVD具有最小的位置误差，而在UD速度的先验知识有限时，LSPM-PVD和LSPM-UVD更具鲁棒性。数值结果验证了所提方法在最优性与定位精度方面的理论分析。
引用
@article{arxiv.2101.01636,
title = {Optimal Localization with Sequential Pseudorange Measurements for Moving Users in a Time Division Broadcast Positioning System},
author = {Sihao Zhao and Xiao-Ping Zhang and Xiaowei Cui and Mingquan Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.01636},
year = {2021}
}