基于UWB约束条件的城市峡谷区GPS定位方法研究

在高楼城市发生火灾、断电等紧急情况下,救援工作需要快速准确地获取临时坐标基准,该坐标可由GPS系统提供。通常GPS实时动态定位需要跟踪4颗以上几何结构良好的卫星才能提供厘米级的定位结果。在城市建筑密集区,高层建筑对卫星信号的遮挡减少了可见卫星的数目,影响了卫星的几何分布,使得GPS定位结果不可用。因此采用1个基准站2个流动站的方式进行定位,基准站位于观测条件良好的已知点上,流动站位于建筑物遮挡处且观测卫星数目不足,为改善观测条件实现快速准确定位,将2个流动站间的UWB测量距离作为约束条件,并应用TIKHONOV正则化原理改善信号不佳导致的法矩阵病态问题。试验结果表明,附加UWB距离约束的多站点GPS快速定位可以显著提高模糊度浮点解的精度,在密集高层建筑中也能取得亚米级的定位精度,满足紧急情况下救援人员的定位需要。