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第1章 无线定位系统概述 1

1.1 无线电定位基本概念、分类和特点 1

1.1.1 陆基无线电导航系统 2

1.1.2 卫星定位系统 2

1.1.3 蜂窝无线定位系统 6

1.2 GPS卫星定位系统 7

1.2.1 GPS系统组成 7

1.2.2 GPS定位原理 8

1.2.3 GPS接收机及其分类 11

1.3 双星无线电定位系统 12

1.3.1 双星定位系统结构与基本原理 12

1.3.2 卫星定轨、信号流程与延时测定 13

1.3.3 北斗用户机、综合信息服务系统与应用模式 16

1.4 蜂窝网络无线定位系统 18

1.4.1 蜂窝网络无线定位研究进展 18

1.4.2 蜂窝无线定位系统 20

1.4.3 GPS/蜂窝网混合定位系统（gpsOne） 21

1.5 蜂窝网络定位基本原理 24

1.5.1 推算定位 24

1.5.2 接近式信标定位 25

1.5.3 蜂窝网无线电定位（圆周/双曲线/方位角定位） 26

1.5.4 影响蜂窝网无线定位精度的原因与对策 28

1.6 本书主要内容与特点 29

第2章 移动通信信道特性与定位误差 31

2.1 移动通信与信道特性 31

2.1.1 蜂窝移动通信无线接口特性与定位误差 31

2.1.2 移动通信信道特性与研究方法 32

2.2 无线电波传播机理与路径损失模型 33

2.2.1 无线电频段与电波传播特性及方式 33

2.2.2 自由空间传播与移动通信VHF、UHF电波传播 34

2.2.3 路径损失与经验传播模型 35

2.3 移动通信信道衰落统计特性 37

2.3.1 幅度衰落、延时扩展、多普勒扩展与多径传播 37

2.3.2 信道短期衰落特性与长期衰落特性 39

2.3.3 信道弥散与选择性衰落特性 41

2.4 快衰落随机过程与抽头延时线信道模型 41

2.4.1 复高斯过程数学模型分析 41

2.4.2 时变信道冲激响应分析 43

2.4.3 抽头延时线信道模型 44

2.5 T1P1无线定位信道模型与链路仿真 45

2.5.1 T1P1（COST259）信道模型 45

2.5.2 延时扩展Greenstein模型 46

2.5.3 蜂窝网络无线链路仿真器 46

2.6 定位准确率评价指标 47

2.6.1 蜂窝网络的拓扑结构及移动台分布 47

2.6.2 均方误差MSE与CRLB 48

2.6.3 圆/球误差概率（GEP/SET） 49

2.6.4 几何精度因子（GDOP） 49

2.6.5 累计分布函数（CDF） 50

2.6.6 相对定位误差（RPE） 50

2.7 本章小结 50

第3章 测量值估计与基本定位算法 52

3.1 TOA测量值估计算法 52

3.1.1 MLS-Prony算法 52

3.1.2 Root-MUSIC算法 54

3.2 TDOA测量值估计算法 55

3.2.1 互相关估计方法 55

3.2.2 ETDGE估计方法 60

3.3 定位算法的数学模型 61

3.3.1 定位问题的最小二乘（LS）表示 61

3.3.2 TDOA双曲线模型 62

3.4 具有解析表达式解的算法 62

3.4.1 Fang算法 63

3.4.2 Chan算法 63

3.4.3 Friedlander算法 67

3.4.4 SX和SI算法 69

3.5 递归算法和其他算法 71

3.5.1 递归算法 71

3.5.2 分类征服（DAC）算法 72

3.5.3 其他算法 74

3.6 算法仿真与性能比较 74

3.6.1 算法在高斯噪声环境中的性能比较 74

3.6.2 算法在实际信道环境中的性能比较 76

3.7 本章小结 78

第4章 NLOS误差鉴别、抑制与移动台定位估计 80

4.1 蜂窝网络移动台定位的NLOS问题 80

4.2 NLOS环境TDOA/TOA误差分析 81

4.3 NLOS误差鉴别 82

4.3.1 Wylie鉴别方法 82

4.3.2 假设检验判决方法 83

4.3.3 残差分析判决方法 85

4.4 NLOS误差的抑制与消除 86

4.4.1 Wylie方法 86

4.4.2 对LS算法的改进 86

4.4.3 残差加权算法 88

4.5 一种采用平滑和重构的定位精度提高方法 88

4.5.1 TDOA/TOA的平滑与重构 88

4.5.2 NLOS误差抑制算法 90

4.5.3 性能仿真与讨论 92

4.6 一种基于移动台位置的动态定位算法 95

4.6.1 定位算法 95

4.6.2 性能仿真与讨论 97

4.7 本章小结 100

第5章 混合定位与数据融合技术 101

5.1 混合定位问题求解方法 101

5.1.1 混合定位的基本方法 101

5.1.2 迭代算法 102

5.1.3 一种简化的WLS算法 104

5.2 一种推广的TDOA/AOA混合定位算法 105

5.2.1 推广的Chan算法 105

5.2.2 性能仿真与讨论 108

5.3 一种改进的TOA/AOA混合定位算法 109

5.3.1 TOA/AOA混合定位算法 109

5.3.2 算法性能评估 111

5.4 数据融合与移动台定位估计 113

5.4.1 多传感器数据融合技术 113

5.4.2 JDL数据融合模型 114

5.4.3 移动台定位估计数据融合模型 116

5.5 数据融合增强模型及其仿真研究 119

5.5.1 数据融合增强模型 119

5.5.2 定位性能仿真 120

5.6 多算法协同定位 124

5.6.1 一种多算法协同定位模型 124

5.6.2 简化的多算法协同定位方法 126

5.7 本章小结 129

第6章 GSM网络无线定位系统 130

6.1 GSM网络电波特征值的测量 130

6.2 具有定位功能的GSM网络 131

6.2.1 LCS功能描述 131

6.2.2 逻辑结构 132

6.2.3 置入结构 133

6.3 信令协议和接口 134

6.3.1 一般LCS信令模型 134

6.3.2 信令交换 135

6.4 一般网络定位程序 135

6.4.1 定位准备程序 137

6.4.2 定位测量建立程序 138

6.4.3 定位计算和释放程序 138

6.5 GSM网络定位方法 138

6.5.1 提前时间（TA）定位法 138

6.5.2 上行链路TOA定位法 139

6.5.3 增强观测时间差（E-OTD）定位法 139

6.6 蜂窝网络多精度定位 141

6.6.1 多精度定位的基本思想 141

6.6.2 多精度定位服务流程 142

6.6.3 多精度定位接口和协议 142

6.7 本章小结 145

第7章 CDMA蜂窝网络无线定位系统 146

7.1 具有定位功能的CDMA网络 146

7.1.1 模块功能介绍 147

7.1.2 无线接口与通信信令 148

7.2 LCS逻辑功能模型 152

7.2.1 LCS客户功能组 153

7.2.2 LCS服务器功能组 153

7.2.3 逻辑功能模块在网络内的分布 154

7.3 CDMA定位过程 155

7.3.1 定位过程中核心网和接入网的功能 155

7.3.2 CDMA定位的基本操作 156

7.4 CDMA标准定位方法 156

7.4.1 基于蜂窝小区ID的定位法 157

7.4.2 OTDOA-IPDL定位法 157

7.4.3 网络辅助GPS定位法 165

7.4.4 三种定位方法的比较 166

7.5 CDMA系统中多址干扰对定位的影响 167

7.5.1 CDMA下行链路中服务基站信号干扰对定位的影响 167

7.5.2 干扰消除技术 168

7.6 本章小结 169

缩略语表 171

参考文献 176

索引 193