基于改进合成孔径雷达的RFID室内定位方法：概率全息与多径抑制技术

本文针对室内复杂环境下RFID定位存在多径干扰和测量误差的问题，提出了一种改进的合成孔径雷达（SAR）定位方法。研究团队通过概率全息图识别目标最大概率点，结合改进加权算法抑制斜向测量误差，并设计优化天线轨迹以降低多径效应。实验验证该方法在保持单天线移动效率的同时显著提升定位精度，为零售、医疗等场景提供高性价比解决方案。

　　

在智能仓储、医疗设备管理等场景中，室内精准定位技术需求日益迫切。然而，传统无线定位方法如蓝牙或Wi-Fi易受环境干扰，而基于射频识别（RFID）的合成孔径雷达（SAR）技术虽具有低成本、无源优势，却面临多径效应和测量误差的挑战。现有解决方案或需增加硬件成本，或牺牲计算效率，难以兼顾精度与实用性。

针对这一技术瓶颈，杭州电子科技大学的研究团队在《Sensors and Actuators A: Physical》发表论文，提出了一种创新性的改进SAR定位方法。该方法通过分析标签反向散射信号相位构建概率全息图，首次将目标定位转化为寻找概率极值点的数学问题。为克服环境干扰，研究人员设计了双重改进策略：采用角度加权函数（w_θ = cos²θ）降低大倾角测量数据的权重，同时基于双曲线概率特性优化天线运动轨迹，有效抑制多径干扰。

关键技术包括：1）概率全息成像算法，将连续天线位置采集的相位数据转换为二维概率分布；2）动态加权系统，通过余弦平方函数实现测量误差自适应抑制；3）ROSMASTER X3无人车平台搭载Impinj R420读写器，在真实室内环境验证性能。实验采用Laird S9028PCR天线和Impinj H47无源标签，工作频率固定为915.25MHz。

SAR方法
通过建立xoy平面坐标系模型，证明标签相位变化与天线移动轨迹呈双曲线关系。理论推导显示，传统直线轨迹在45°观测角时误差最小，而改进后的曲线轨迹可将最优观测区域扩大至60°。

实验验证
在6m×6m测试区域内，改进方法将平均定位误差从传统方法的0.82m降至0.35m。特别在金属货架等强反射环境中，新方法通过轨迹优化使多径干扰误差降低62%。

结论与意义
该研究突破性地实现了三个技术平衡：单天线系统与高精度的平衡、计算效率与定位精度的平衡、环境适应性与时耗成本的平衡。相比需要固定环境或多天线的现有方案，该方法仅需普通商用设备即可提升定位性能，为智慧医疗中的设备追踪、零售仓储的智能管理等场景提供普适性解决方案。研究获得温州市科技局项目、国家自然科学基金等支持，相关算法已申请专利保护。

作者贡献
Zichen Chen负责算法实现；Gangyue Jin（通信作者）主导方法论创新与论文撰写；Qi Liu提供基金支持与理论指导；Yingchao Wang参与实验验证。团队特别指出，该方法未来可扩展至动态目标追踪领域，其核心概率全息思想对毫米波雷达定位亦有借鉴价值。