基于改进双向双边测距的超宽带定位技术及应用研究

针对飞行时间(time of flight,TOF)定位速度慢的问题,提出一种改进双向双边测距方法,结合距离差测量,只需一次测距就可以实现移动节点到多个固定参考节点的测距,进而提高TOF定位速度。设计超宽带(ultrawideband,UWB)定位实验系统,完成改进双向双边测距实验验证与定位精度测试,经测试定位精度达到分米级。改进的双向双边测距方法可提高传统TOF定位的定位速度,同时将该方法应用于过山车测速并结合卡尔曼滤波进行数据处理,为精确测量提供一个新角度。结果表明,采用四基站时定位时间约为原定位时间的1/4,能够较好地测量高速运动物体的速度,具有很好的应用前景。

基于同轴线相位法的两相流含气率测量研究

为了准确测量气液两相流含气率,提出一种同轴线相位差测量方法。利用同轴线传感器,通过测量电磁波经过在同轴线内分布状况不同的气液混合介质后相位差的变化,得到混合介质的含气率。完成了同轴线测量电路及测量传感器的设计,建立了一种含气率测量模型。以气液两相做了室内静态实验,并对垂直管状态下传感器响应和实验结果进行了误差分析。结果表明:相位差输出与含气率呈线性关系;同时,在不同频率下,预测结果和实验结果的相对误差在±5%范围内,说明预测模型准确度较好。

卡尔曼滤波在无线时钟同步技术中的应用研究

时钟同步是TDOA定位实现的关键技术,而无线时钟同步计算在超宽带定位系统中也得到了广泛的应用,但无线时钟同步计算采用线性插值法引入了时间延迟,导致定位速度慢。为解决这一问题,对卡尔曼滤波算法在无线时钟同步技术中的应用进行研究,利用卡尔曼滤波算法中的预测值消除无线时钟同步过程中存在的延时,提高定位的实时性。设计并完成了距离差测量实验,测试结果验证了该方法的可行性。