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TOA
抵達時間[2](TOA,Time of Arrival)定位方式也稱為基站三角定位方式,通過測量從運動目標(biāo)發(fā)射機發(fā)出的無線電波,到達多個(3個及以上)基站接受機的傳播時間,來確定出運動目標(biāo)的位置。已知電波傳播速度為c,假設(shè)運動目標(biāo)與基站之間的傳播時間為t,運動目標(biāo)位于以基站為圓心,以移動終端到基站的電波傳輸距離ct為半徑的定圓上,則可由3個基站定位圓的交點,來確定目標(biāo)移動的二維位置。TOA定位方式中,為了根據(jù)發(fā)射信號到達基站的接收時間,來確定出信號的傳播時間,要求運動目標(biāo)發(fā)射機在發(fā)射信號中,加有發(fā)射的時間戳信息。這種定位方式的定位精度取決于,各基站和運動目標(biāo)的時鐘的精度,以及各基站接收機和運動目標(biāo)發(fā)射機時鐘間的同步。
TOA算法要求參加定位的各個基站在時間上要嚴(yán)格同步,由于電磁波的傳播速率很高,微小的誤差將會在算法中放大,使定位精度大大降低。傳播中的多徑干擾、NLOS以及噪聲等干擾造成的誤差會使圓無法交匯,或者交匯處不是一點而是一個區(qū)域。因此TOA對系統(tǒng)同步的要求很高,并且需要在信號中加時間戳(要求基站之間的同步),而實際參加定位的基站一般在3個以上,誤差是不可避免的。這時候可以利用GPS對基站進行校正并利用其他補償算法來估計位置,提高算法的精確度,但同時增加系統(tǒng)的開銷和算法復(fù)雜程度,因此單純的TOA算法在實際中應(yīng)用很少。
2.3 TDOA
抵達時差[3](TDOA,Time Difference of Arrival)定位方式通過測量目標(biāo)移動終端發(fā)射機到達不同基站接收機的傳播時差,來確定運動目標(biāo)的位置信息。TDOA定位方式中,不需要移動終端與基站間的精確同步,也不需要在上行信號中加時間戳信息,還可以消除或減少目標(biāo)移動終端與基站間由于信道所造成的共同誤差。在該定位方式中,將目標(biāo)移動終端定位于兩個基站為焦點的雙曲線方程上。確定目標(biāo)移動終端的二維坐標(biāo)需要至少建立兩個雙曲線方程(至少3個基站),兩條雙曲線交點即為目標(biāo)移動終端的二維坐標(biāo)。