应用ZigBee技术的航天器内部三维空间定位方案

龙吟; 郭佩; 夏奕; 张璐; 杨佳欣

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应用ZigBee技术的航天器内部三维空间定位方案

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针对航天器内部缺少三维空间定位方案的问题,提出一种应用紫蜂(ZigBee)技术的无线传感器网络定位方案,即通过在航天器内部布置ZigBee无线传感器网络,设置若干数量的参考节点和未知节点,利用参考节点的先验位置信息,以及针对未知节点的测距信息,完成对未知节点的三维空间定位.建立基于参考节点平面的三维空间坐标系,根据到达角度(AOA)计算出未知节点的法向坐标(Z坐标),将未知节点投影至参考节点所在平面(XOY平面),利用三边定位法计算出未知节点在XOY平面的坐标.该方案理论上最少只需要6个参考节点,就可以实现对航天器内部未知节点的定位,并且不需要时间同步,适合于无线传感器网络的低复杂度设计需求;利用到达时间差(TDOA)算法进行AOA计算,通过对参考节点进行分层布局,避免使用复杂的天线阵列技术.仿真验证结果表明:本文方案具有较高的定位精度,同时具有较低的硬件和组网要求,以及较低的计算和通信开销,适合于航天器内部的三维空间定位.

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来源
《航天器工程》 |2015年第3期|40-44|共5页
作者
龙吟; 郭佩; 夏奕; 张璐; 杨佳欣;
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作者单位

中国空间技术研究院载人航天总体部,北京 100094;

中国空间技术研究院载人航天总体部,北京 100094;

中国空间技术研究院载人航天总体部,北京 100094;

中国空间技术研究院载人航天总体部,北京 100094;

中国空间技术研究院载人航天总体部,北京 100094;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类信号处理;
关键词
航天器内部; 三维空间定位; 紫蜂技术; 到达时间差; 到达角度;

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