多維標(biāo)度無(wú)源定位方法研究.pdf

1、無(wú)源定位因具有探測(cè)距離遠(yuǎn)和隱蔽性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而在國(guó)家安全與現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。無(wú)源定位在廣泛應(yīng)用的同時(shí)，也面臨著越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。本文圍繞觀測(cè)站位置和時(shí)鐘有誤差的定位問(wèn)題以及基于測(cè)距和測(cè)角的混合定位問(wèn)題，對(duì)多維標(biāo)度（MDS：Multidimensional Scaling）無(wú)源定位算法開(kāi)展了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了觀測(cè)站位置有誤差的測(cè)距MDS定位算法。在測(cè)距MDS統(tǒng)一框架上提出了一種觀測(cè)站位置有誤差的測(cè)距M

2、DS算法，這是一種閉式解法。理論分析表明，當(dāng)測(cè)距誤差與觀測(cè)站位置誤差服從零均值高斯分布時(shí)，該算法是一種無(wú)偏估計(jì)，當(dāng)誤差很小時(shí)能夠達(dá)到定位的克拉美勞下界（CRLB：Cramer-Rao lower bound）。仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論推導(dǎo)，并且表明當(dāng)測(cè)距誤差和觀測(cè)站位置誤差較大時(shí)，定位精度比兩步加權(quán)最小二乘測(cè)距定位算法和加權(quán)MDS測(cè)距定位算法高。并且這三種算法的計(jì)算復(fù)雜度相當(dāng)。⑵研究了觀測(cè)站有位置誤差的時(shí)差MDS定位算法。提出了一種觀測(cè)站位置

3、有誤差的時(shí)差MDS定位算法，這是一種閉式解法。理論分析表明，當(dāng)時(shí)差測(cè)量誤差與觀測(cè)站位置誤差服從零均值高斯分布時(shí)，該算法是一種無(wú)偏估計(jì)，在誤差很小時(shí)能夠達(dá)到CRLB。仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論推導(dǎo)，同時(shí)也表明當(dāng)測(cè)量誤差和觀測(cè)站位置誤差較大時(shí)，算法的定位精度比兩步加權(quán)最小二乘時(shí)差定位算法和加權(quán)MDS時(shí)差定位算法高。并且這三種算法的計(jì)算復(fù)雜度相當(dāng)。⑶研究了觀測(cè)站位置有誤差的時(shí)頻差MDS定位算法。提出了一種觀測(cè)站有位置誤差的時(shí)頻差MDS算法，這是一種閉

4、式解。理論分析表明，當(dāng)時(shí)頻差測(cè)量誤差與觀測(cè)站位置誤差服從零均值高斯分布時(shí)，算法對(duì)輻射源的位置和速度估計(jì)是無(wú)偏的，在誤差很小時(shí)能夠達(dá)到CRLB。仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論推導(dǎo)，同時(shí)也表明當(dāng)測(cè)量誤差和位置誤差較大時(shí)，算法定位精度比兩步加權(quán)最小二乘時(shí)頻差定位算法、約束總體最小二乘時(shí)頻差定位算法和加權(quán)MDS時(shí)頻差定位算法更高。并且提出的算法計(jì)算復(fù)雜度比約束總體最小二乘算法低，與其它兩種算法相當(dāng)。⑷開(kāi)展了觀測(cè)站位置和時(shí)鐘有誤差的測(cè)距MDS多目標(biāo)定位算法研

5、究。推導(dǎo)了觀測(cè)站位置和時(shí)鐘有誤差的測(cè)距定位的 CRLB，通過(guò) CRLB分析了測(cè)距誤差，觀測(cè)站位置誤差，觀測(cè)站時(shí)鐘誤差對(duì)定位精度的影響，結(jié)果表明，通過(guò)觀測(cè)站之間的距離測(cè)量可以降低觀測(cè)站位置和時(shí)鐘誤差對(duì)定位精度的影響。提出一種觀測(cè)站位置和時(shí)鐘有誤差的測(cè)距MDS多目標(biāo)定位閉式解，通過(guò)仿真驗(yàn)證了算法的有效性。⑸揭示了測(cè)距與測(cè)角混合MDS定位算法與子空間MDS算法的聯(lián)系，它們是同一MDS內(nèi)積矩陣的不同表達(dá)方式。提出了另外一種測(cè)距與測(cè)角混合MDS定