linux查看toa模块,TOA和TDOA定位方法

TOA和TDOA定位方法

来源：华强电子网

作者：华仔

时间：2016-08-10 14:18

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;;; 无线传感器网络测距技术中已经 HCPL-M456-500E讲解了TOA和TDOA的测距原理，本节具体介绍TOA和TDOA的定位过程。;;; Girod L等利用TOA测距技术实现了网络定位，由于声波相对于无线射频信号而言，具有成本低，硬件复杂度低，有利于发送方和接收方时间同步，包含多种波长等优点，该文献选择使用声波测距系统。该系统中假设发送节点和接收节点时间同步并且每个节点均包含一个发射机

;;; 无线传感器网络测距技术中已经 HCPL-M456-500E讲解了TOA和TDOA的测距原理，本节具体介绍TOA和TDOA的定位过程。

;;; Girod L等利用TOA测距技术实现了网络定位，由于声波相对于无线射频信号而言，具有成本低，硬件复杂度低，有利于发送方和接收方时间同步，包含多种波长等优点，该文献选择使用声波测距系统。该系统中假设发送节点和接收节点时间同步并且每个节点均包含一个发射机和一个接收机，发射机发射一种命名为chirp的声波，并且同时在该声波中包含了发送时以告诉接收者。当接收机收到chirp声波后从中提取发送时间，利用声波在大气中的传播模型计算发送节点和接收节点之间的距离。节点在计算出与多个临近信标节点之间的距离后，可以利用三边定位法或者极大似然估计法计算自身位置。

;;; 该算法建立在COTS硬件基础上，墓于PC运行的Linux平台，采用伪噪声序列信号作为声波信号，使用标准的声卡发射和捕获伪噪声序列信号。另外，还有扬声器模块和麦克风模块。由于网络中的数据包在MAC层，网卡、网络驱动程序等地方的等待时间的变化容易产生同步错误。为了克服这个问题，作者用一个线束连到并口，编写从并口针脚捕获中断的Linux设备驱动程序，立刻记录时间戳，同时在记录的时间序列中加入同步脉冲到达接收节点的麦克风模块，这样很好地解决了同步错误问题。

从整体上来讲，基于TOA的定位实现简单，定位精度高，但是要求节点间保持精确的时间同步，这样对传感器网络的节点的硬件和功耗提出了较高的要求。

;;; 基于TDOA测距定位的应用已经不再陌生，前面讲述的Cricket系统就是一个很好的应用，定位原理将不再重复。下面重点介绍另一个基于TDOA测距定位的应用-AHLos( Ad-Hoc Localization System)系统。

;;; AHLos系统‘41在初始阶段已经通过人工配置或者使用GPS定位技术使一小部分节点成为信标节点，它实现全网未知节点的定位是一个逐步迭代的过程。首先信标节点向周围邻近节点广播自己的位置信息，未知节点通过TDOA方法测得与周围临近节点的距离和接收到的位置信息使用相应的定位算法计算自身的位置。一旦未知节点计算出自己的位置便转化成为信标节点并向周围邻近节点广播自己的位置信息，使其他未知节点获取更多的定位信息。这样依次迭代直到网络中所有未知节点均计算出自己的位置。

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