基于TDOA與GROA的多目標聯(lián)合定位技術(shù)研究.pdf

1、基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的信號源無源被動定位技術(shù)作為信號處理的重要研究內(nèi)容，已在電磁頻譜監(jiān)測、雷達、聲納、麥克風陣列、傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用?；趥鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)的無線定位技術(shù)不僅為用戶提供位置信息服務(wù)、緊急救助和物品跟蹤功能，在保障國家安全和打擊犯罪方面也發(fā)揮了有效的作用。本文擬探索一種在定位節(jié)點位置存在誤差情況下，基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的多個無線電信號源聯(lián)合定位的新方法，擬結(jié)合被定位目標的時域TDOA信息與能域GROA信息進行綜合定位以提高

2、定位精度，為上述傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)應(yīng)用提供更加準確的定位結(jié)果和可靠性。
　　 本文首先介紹了無線定位技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用，并對傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及各種常用的定位技術(shù)進行了討論。在此基礎(chǔ)上，在對信號源高精度無源被動定位技術(shù)迫切需求的背景下，針對感知節(jié)點位置模糊條件下多目標綜合定位問題，本文在感知節(jié)點位置信息存在模糊條件下將信號到達增益比(GROA)引入到僅采用信號到達時間差(TDOA)定位算法中，對定位精度提升量進行研究，提出了基于

3、TDOA與GROA相聯(lián)合的多目標定位代數(shù)閉式解算法，該算法聯(lián)合估計未知信號源位置與帶誤差感知節(jié)點位置以充分利用TDOA與GROA測量誤差中包含相同感知節(jié)點位置誤差的優(yōu)勢，并將信號源虛擬位置概念引入到算法推導中消除信號源位置與感知節(jié)點位置之間的相互限制關(guān)系，以得到用來求解代數(shù)閉式解的偽線性方程組，算法推導過程以兩個不相關(guān)信號源為例展開，所得到代數(shù)閉式解算法實現(xiàn)了定位精度對感知節(jié)點位置模糊性的免疫，此外，本文并推導得到了采用TDOA與GRO

4、A在感知節(jié)點位置錯誤情況下對多目標聯(lián)合定位的克拉美羅下界（CRLB）。
　　 仿真結(jié)果與分析表明，所提算法能夠克服感知節(jié)點位置較小模糊便會引入較大定位誤差的缺陷，在被定位信號帶寬大于8.5KHz、信噪比大于-4dB條件下，無論針對遠場源、近場源還是內(nèi)場源，定位最小均方誤差對比僅采用TDOA信息的定位算法至少達到10dB性能提升效果，對比僅采用TDOA定位方法可以更好的接近CRLB，且該算法易于系統(tǒng)實現(xiàn)，在野外救援、戰(zhàn)場頻譜監(jiān)測等