基于UWB的实时消防空间三维定位系统研究

随着城市高层单体建筑物的普及与增多,火灾救援已由简单平面救援向三维空间延伸,频发的火灾对进入此类火场的消防救援人员的生命安全造成了极大的威胁,如何准确定位火场人员的位置以在需要时进行营救成为一个极具价值的课题.基于超宽带(Ultra-wide Bandwidth,UWB)定位技术,由于LSE/TDOA(Least Square Error/Time Differential of Arrival)混合算法仅在二维求解中有较好表现,而三维定位精度不高误差较大,进一步提出了 Chan-WLS(Weighted Least Squares)/TDOA定位算法,实验证明该算法具有较高的稳定性和定位精准度.同时,首次理论推导出了三维TDOA算法的克拉美罗下界,并求得了所提出的Chan-WLS/TDOA定位算法的CRLB值.实验结果表明,在多种复杂环境下采用该定位算法可将误差控制在一定范围,满足工程应用需求.