基于声信道分析的电缆隧道人员定位技术

摘要: 电缆隧道存在卫星信号完全拒止、电磁信道状态复杂等挑战，使得传统定位方法面临定位精度下滑、方差增大等问题。为此，本文提出一种基于声信道模型分析和到达时间估计的电缆隧道高精度人员定位方法。首先，在隧道中布设多组近超声基站，并通过有限元分析方法对基站布局进行优化；其次，针对人员移动导致的信道动态变化场景，在信号接收端建立统计参数模型，快速估计信号参数并在分数阶傅里叶变换域重构信号，同时通过信道频移状态推测人员的移动速度。最后，利用信道模型估计的到达时间以及移动速度，基于卡尔曼滤波器推算人员位置，同时将融合到达时间估计结果反馈到下一阶段的参数估计过程中，进而对信号参数估计结果进行修正。在地下电缆隧道的实验验证了所提出方法的有效性，在视距条件下性能超越了传统超宽带定位系统。

关键词: 电缆隧道定位    信道模型分析    分数阶傅里叶变换    融合位置估计    参考信号修正