無線定位系統

無線定位技術可分為廣域網定位技術和無線局域網定位技術，本書全面涉及了這兩個方面的內容。廣域網定位分為衛星定位和基站蜂窩移動定位；無線局域網定位主要包括Wi-Fi定位、ZigBee定位、UWB定位、CSS定位技術等。本書內容涉及無線跟蹤定位技術的原理、設計和工程實踐，重點介紹了該領域的前沿熱門技術，包括無線傳播理論、信號探測方法、TOA測量技術、跟蹤算法的性能測評、定位系統的基礎理論、常見定位方法、定位精度、傳感器網絡定位技術、非視距傳播技術等。各章內容為：緒論、衛星定位、蜂窩通信網絡定位、Wi-Fi定位、ZigBee網絡定位、UWB定位技術、CSS定位。
本書可作為物聯網相關專業高年級選修課教材，也可用於相關專業研究生的參考書。

目錄

第1章緒論1 

1.1無線定位系統的歷史與現狀1 
1.1.1無線定位的起源1 
1.1.2無線定位發展現狀2 
1.1.3無線定位系統的應用4 
1.2無線定位系統的基本分類5 
1.2.1衛星定位系統5 
1.2.2蜂窩定位系統6 
1.2.3無線局域網定位系統6 
1.3無線定位系統的主要研究內容7 
1.3.1無線定位算法及性能評價8 
1.3.2無線網絡協議8 
1.3.3無線定位系統相關技術10 
1.4本書的內容編排11 
習題11 
參考文獻12 

第2章衛星定位13 
2.1衛星定位測量基礎13 
2.1.1衛星定位系統概述13 
2.1.2衛星定位系統空間與時間系統15 
2.1.3衛星運行軌道及受攝運動16 
2.2衛星信號及測量原理17 
2.2.1衛星信號成分與調製技術17 
2.2.2導航電文格式19 
2.2.3衛星星曆20 
2.2.4衛星信號接收機工作基本原理20 
2.3衛星定位方法及定位誤差22 
2.3.1靜態定位22 
2.3.2動態定位23
2.3.3定位誤差24 
2.4衛星定位應用實例25 
2.4.1系統總體設計方案25 
2.4.2車輛調度中心設計27 
2.4.3智能終端設計28 
習題30 
參考文獻30 

第3章蜂窩通信網絡定位31 
3.1蜂窩技術概述31 
3.1.1蜂窩技術的需求與發展33 
3.1.2現有蜂窩定位技術33 
3.2蜂窩定位方法與誤差34 
3.2.1基本定位方法34 
3.2.2誤差來源38 
3.3 GSM網絡的電波特徵與定位實例39 
3.3.1 GSM網絡電波特徵值39 
3.3.2基於手機定位的交通OD數據獲取技術40 
習題47 
參考文獻47 

第4章Wi—Fi定位48 
4.1 Wi—Fi基礎48 
4.1.1 IEEE 802.11系列標準概述48 
4.1.2 Wi—Fi網絡成員與結構50 
4.1.3 Wi—Fi信道51 
4.1.4 Wi—Fi MAC幀格式51 
4.1.5 Wi—Fi掃描53 
4.2無線信道：傳播與衰落55 
4.2.1概述55 
4.2.2大尺度衰落56 
4.2.3小尺度衰落58
4.3位置指紋法59 
4.3.1概述59 
4.3.2位置指紋數據庫60 
4.3.3搜索空間縮減技術62 
4.3.4位置估算方法65 
4.3.5位置估算方法的優化70 
4.4 Loc定位研究工具集71 
4.4. 1工具集概述71 
4.4.2 Loclib72 
4.4.3 Loctrace73 
4.4.4 Loceva74 
4.4.5 Locana75 
4.5 HTML5 GeoLocation定位實例77 
習題81 
參考文獻82 

第5章ZigBee網絡定位84 
5.1 ZigBee概述84 
5.1.1起源84 
5.1. 2技術簡介85 
5.1.3自組網通信86 
5.1.4 ZigBee產品87 
5.1.5 ZigBee網絡89 
5.2 ZigBee協議92 
5.2.1物理層與媒體訪問控制層93 
5.2.2網絡層協議及組網方式94 
5.2.3應用層96 
5.2.4其他97 
5.3基於ZigBee的TLM定位算法98 
5.3.1定位算法98 
5.3.2 TLM定位算法設計99
5.3.3算法仿真及結果100 
5.4 ZigBee網絡定位應用實現103 
5.4.1 ZigBee傳感網絡的建立103 
5.4.2基於ZigBee技術的煤礦井定位系統設計133 
習題137 
參考文獻138 

第6章UWB定位技術139 
6.1 UWB簡介139 
6.1.1 UWB的定義139 
6.1.2 UWB的發展與現狀140 
6.1.3 UWB技術的主要特點141 
6.1.4 UWB的關鍵技術141 
6.1.5 UWB與其他近距離無線通信技術的比較144 
6.2 UWB定位技術145 
6.2.1 UWB的定位方法145 
6.2.2基於時間的UWB測距技術145 
6.2.3基於時間的UWB測距技術的主要誤差來源147 
6.2.4 UWB信號時延估計方法148 
6.2.5 UWB定位算法實現152 
6.2.6其他形式的UWB定位155 
6.3 UWB定位應用156 
6.3.1 UWB定位應用現狀156 
6.3.2 UWB定位應用實例159 
6.3.3 UWB定位應用進一步研究方向164 
6.4本章小結165 
習題165 
參考文獻166 

第7章CSS定位168
7.1 CSS技術概述168 
7.1.1 Chirp信號與脈沖壓縮理論168 
7.1.2 CSS的發展及技術特點171 
7.1.3 CSS無線定位技術與其他技術方案的比較174 
7.2 CSS信號時延估計177 
7.2.1基於匹配濾波器的時延估計177 
7.2.2基於高階累積量的時延估計178 
7.3非視距傳播問題182 
7.3.1非視距識別183 
7.3.2非視距誤差抑制186 
7.4 CSS定位應用實現188 
7.4.1實驗平台介紹188 
7.4.2 CSS測距實驗195 
7.4.3 CSS定位實驗202 
習題207 
參考文獻207