分布式相對(duì)定位技術(shù)的研究.pdf

1、具備坐標(biāo)感知能力的無線設(shè)備通過獲取自身的(或目標(biāo)的)坐標(biāo)信息，可以提供各種基于位置信息的應(yīng)用和服務(wù)。分布式相對(duì)定位是實(shí)現(xiàn)多個(gè)無線設(shè)備間坐標(biāo)感知的主要方式。目前針對(duì)特定復(fù)雜環(huán)境(例如室內(nèi)環(huán)境、高動(dòng)態(tài)飛行環(huán)境等)的分布式相對(duì)定位技術(shù)研究仍然是解決坐標(biāo)感知問題的熱點(diǎn)。本文依托多飛行體協(xié)同工作和組網(wǎng)雷達(dá)穿墻探測(cè)兩個(gè)典型應(yīng)用環(huán)境，開展了以下研究工作：
　　 (1)、飛行器協(xié)同工作場(chǎng)合中的分布式相對(duì)定位問題研究，分為兩飛行器間的定位和多飛行

2、器間的定位。
　　 在兩飛行器間相對(duì)定位問題的研究中，本文利用精確的測(cè)距信息對(duì)兩飛行器慣導(dǎo)系統(tǒng)的相對(duì)誤差進(jìn)行修正，然后基于測(cè)距信息進(jìn)行相對(duì)機(jī)動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)狀態(tài)濾波模型進(jìn)行選擇和切換，實(shí)現(xiàn)了飛行器間的動(dòng)態(tài)相對(duì)定位。此外，本文針對(duì)飛行器間的運(yùn)動(dòng)特性，提出了修正的差分雙向測(cè)距協(xié)議，并據(jù)此建立了飛行器間的測(cè)距誤差模型，和測(cè)距誤差與兩飛行器相對(duì)坐標(biāo)間的線性約束，最后利用拉格朗日乘子法確定出飛行器間的相對(duì)坐標(biāo)。
　　

3、 在多飛行器間相對(duì)定位問題的研究中，本文針對(duì)三飛行器間測(cè)量信息的欠冗余問題，提出了基于多假設(shè)的最小均方估計(jì)算法。該算法首先建立不同飛行器間慣性導(dǎo)航信息相對(duì)誤差的分布函數(shù)及其多假設(shè)模型，并依據(jù)不同模型對(duì)飛行器的相對(duì)位置進(jìn)行最小均方估計(jì)。然后基于Bayes框架對(duì)各模型的估計(jì)結(jié)果進(jìn)行加權(quán)濾波，從而實(shí)現(xiàn)三飛行器間的動(dòng)態(tài)相對(duì)定位。為了進(jìn)一步提高相對(duì)定位的精度和穩(wěn)定性，本文依據(jù)最優(yōu)線性估計(jì)模型，在相關(guān)程度未知的情況下，實(shí)現(xiàn)三飛行器各自定位結(jié)果的有效

4、融合。
　　 (2)、組網(wǎng)雷達(dá)穿墻探測(cè)中的定位問題研究，分為雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)的自定位和組網(wǎng)探測(cè)中的多目標(biāo)定位與跟蹤。
　　 在探測(cè)雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)的自定位問題的研究中，為了消除墻體遮蔽對(duì)雷達(dá)間測(cè)距信息和定位算法性能的影響，本文提出了一種距離加權(quán)定位算法。該算法根據(jù)探測(cè)雷達(dá)間距離信息所滿足的幾何關(guān)系建立代價(jià)函數(shù)，然后利用序貫二次型優(yōu)化算法對(duì)雷達(dá)間測(cè)距結(jié)果的有偏誤差進(jìn)行估計(jì)，然后根據(jù)誤差的估計(jì)結(jié)果對(duì)測(cè)距信息進(jìn)行修正，最后利用修正的測(cè)距信息完

5、成組網(wǎng)雷達(dá)的自定位。
　　 在穿墻探測(cè)雷達(dá)的多目標(biāo)定位跟蹤問題的研究中，本文分別研究了多個(gè)擴(kuò)展目標(biāo)的數(shù)據(jù)管理和動(dòng)態(tài)跟蹤。針對(duì)數(shù)據(jù)的“量測(cè)-量測(cè)”關(guān)聯(lián)問題，首先提出基于聚類質(zhì)量函數(shù)的聚類算法，該算法通過引入聚類質(zhì)量函數(shù)來實(shí)現(xiàn)單站數(shù)據(jù)的快速和可靠聚類。然后提出了兩級(jí)m-best S-D分配算法，該算法利用m-best S-D和多級(jí)結(jié)構(gòu)有效抑制了有偏測(cè)量誤差的影響，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)數(shù)據(jù)的全局配對(duì)。同時(shí)進(jìn)一步提出了動(dòng)態(tài)的“量測(cè)-航跡”配對(duì)方法