目 录 第1章 绪论 1 1.1 无线定位技术概述 1 1.1.1 无线定位的起源 1 1.1.2 无线定位的发展现状 2 1.1.3 无线定位技术的应用 5 1.2 无线定位系统的基本分类 7 1.2.1 卫星定位系统 7 1.2.2 基站蜂窝定位系统 8 1.2.3 无线局域网定位系统 9 1.3 无线定位技术的主要研究内容 10 1.3.1 无线定位方法及性能评价 10 1.3.2 无线传感器网络定位系统 11 1.3.3 无线定位技术应用研究 13 习题1 14 参考文献 14 第2章 卫星定位系统 16 2.1 卫星定位测量基础 16 2.1.1 卫星定位系统概述 16 2.1.2 卫星定位空间与时间系统 20 2.1.3 卫星运行轨道及受摄运动 22 2.2 卫星信号及测量原理 23 2.2.1 卫星信号成分与调制技术 23 2.2.2 导航电文格式 25 2.2.3 卫星星历 26 2.2.4 卫星信号接收机基本工作原理 26 2.3 卫星定位方法及定位误差 28 2.3.1 静态定位 28 2.3.2 动态定位 30 2.3.3 定位误差 31 2.4 北斗卫星导航系统介绍 32 2.4.1 系统简介 32 2.4.2 技术特点 34 2.4.3 未来发展 35 2.4.4 北斗卫星导航系统的兼容性比较 36 2.4.5 北斗一号卫星导航定位系统的组成与定位原理 37 2.4.6 北斗卫星导航定位系统的应用 38 2.5 卫星定位应用实例 41 2.5.1 系统总体设计方案 41 2.5.2 车辆调度中心设计 43 2.5.3 智能终端设计 45 2.6 北斗与GPS的远程监控车载系统 46 2.6.1 系统总体设计方案 46 2.6.2 车载终端系统 48 2.6.3 Web端管理系统开发环境 50 习题2 51 参考文献 51 第3章 蜂窝通信网络定位 53 3.1 蜂窝技术概述 53 3.1.1 蜂窝网络定位的发展 54 3.1.2 蜂窝定位技术应用 58 3.2 蜂窝移动通信技术中的定位方法 60 3.2.1 Cell ID定位技术 61 3.2.2 到达时间定位方式 62 3.2.3 到达时差定位方式 63 3.2.4 到达角度定位方式 64 3.2.5 到达场强定位方式 65 3.2.6 Fingerprint定位技术 66 3.2.7 混合定位技术 66 3.3 蜂窝定位的误差来源 68 习题3 69 参考文献 69 第4章 无线传感器网络节点定位技术 71 4.1 概述 71 4.2 无线传感器网络中的ZigBee技术 73 4.2.1 起源 73 4.2.2 技术简介 74 4.2.3 自组织网组织通信 75 4.2.4 ZigBee产品 76 4.2.5 ZigBee网络 79 4.3 ZigBee协议 83 4.3.1 物理层和媒体访问控制层 83 4.3.2 网络层协议及组网方式 85 4.3.3 应用层 88 4.4 无线传感器网络定位算法的分类 90 4.4.1 基于距离的定位算法 90 4.4.2 基于非测距的定位算法 91 4.5 基于ZigBee的TLM定位算法实例 96 4.5.1 定位算法 96 4.5.2 TLM定位算法设计 97 4.5.3 算法仿真及结果 98 习题4 101 参考文献 102 第5章 Wi-Fi定位 103 5.1 WI-FI基础 103 5.1.1 IEEE 802.11系列标准概述 103 5.1.2 Wi-Fi网络成员与结构 105 5.1.3 Wi-Fi信道 106 5.1.4 Wi-Fi MAC帧格式 107 5.1.5 Wi-Fi扫描 109 5.2 位置指纹法 111 5.2.1 位置指纹法概述 111 5.2.2 位置指纹数据库 112 5.2.3 搜索空间缩减技术 114 5.2.4 位置估算方法 118 5.3 轨迹优化 123 5.3.1 状态空间模型 123 5.3.2 贝叶斯递推估计原理 124 5.3.3 卡尔曼滤波及其改进 125 5.3.4 粒子滤波 128 5.4 Loc定位研究工具集 130 5.4.1 Loclib 131 5.4.2 Loctrace 134 5.4.3 Loceva 135 5.4.4 Locana 137 5.5 HTML5 GeoLocation定位实例 138 习题5 142 参考文献 143 第6章 UWB定位技术 146 6.1 UWB技术概述 146 6.1.1 UWB定义 146 6.1.2 UWB的发展与现状 147 6.1.3 UWB的特点与优势 148 6.1.4 UWB关键技术 150 6.2 UWB定位技术 153 6.2.1 UWB定位方法 153 6.2.2 基于时间的UWB测距技术 153 6.2.3 UWB信号时延估计方法 156 6.2.4 UWB定位算法实现 162 6.2.5 其他形式的UWB定位 166 6.3 UWB定位应用 167 6.3.1 UWB定位应用现状 168 6.3.2 UWB定位应用实例 171 6.3.3 定位技术的应用场景及前景展望 177 习题6 178 参考文献 179 第7章 CSS定位 181 7.1 基于CSS的无线网络技术简介 181 7.1.1 Chirp信号与脉冲压缩理论 181 7.1.2 MDMA调制技术 185 7.1.3 CSS的发展和技术特点 186 7.1.4 CSS无线定位技术与其他技术方案的比较 190 7.1.5 基于CSS的无线测距方法 193 7.2 非视距传播问题 195 7.2.1 非视距识别 196 7.2.2 非视距误差抑制 201 7.3 CSS定位应用实现 202 7.3.1 实验平台介绍 202 7.3.2 CSS测距实验 210 7.3.3 CSS定位实验 218 习题7 223 参考文献 224 第8章 软件无线电定位 227 8.1 软件无线电综述 227 8.1.1 软件无线电的起源与概念 227 8.1.2 软件无线电硬件体系结构 229 8.1.3 软件无线电软件体系结构 236 8.2 GNU Radio环境搭建与USRP 239 8.2.1 GNU Radio简介 239 8.2.2 Ubuntu下安装GNU Radio 240 8.2.3 USRP简介 241 8.3 软件无线电定位应用 244 8.3.1 智能天线基础 244 8.3.2 基于阵列天线的角度估计技术 247 8.3.3 基于软件无线电的AOA估测实例 251 习题8 258 参考文献 258