面向山区可靠无人机定位：系统设计与初步结果

可靠的定位服务对山区用户和设备极为重要，因其可支撑多种基于位置的应用。然而，在此类环境中，传统无线定位技术的服务可靠性常令人失望。频繁的视距外（NLoS）传播与可用锚节点几何结构差是两项重大挑战。由于无人机（UAV）的高机动性与灵活部署，无人机赋能定位可成为应对这些挑战的有前景方案。相比卫星和地面基站，无人机能够飞抵传播条件与几何结构均利于定位的地点。本研究项目的最终目标是设计一种新型无人机赋能定位系统，利用低空无人机平台为山区地面用户提供高可靠服务。在本文中，我们介绍项目第一阶段的最新进展，包括如下内容。首先，经综合考量多种因素，确定了所提系统的结构与所用定位方法。利用真实地形数字高程模型，我们建立了基于几何的 NLoS 概率模型，从而在可靠性分析中可将 NLoS 传播视为一类故障。最重要的是，开发了可靠性预测方法及相应度量以评估系统提供可靠定位服务的能力。文末我们还提出了一种基于投票的方法以提升服务可靠性。数值结果展示了所提系统在可靠定位方面的巨大潜力。