基于正则约束总体最小二乘无源测角定位

提出了一种基于正则约束总体最小二乘(RCTLS)无源测角定位算法. 首先将非线性测角定位方程转化为线性方程,根据线性方程系数的一阶泰勒近似得到测角噪声与方程系数噪声之间的线性映射,再基于RCTLS算法得到定位目标函数,对其求偏导并忽略噪声高阶项得到定位结果的近似闭式解,通过对RCTLS算法的偏差和均方差进行分析确定正则化参数. 理论分析和仿真实验表明,该算法在观测站数目较少和角度测量噪声较高时与之前的算法相比定位精度有所提高.     

移动辐射源AOA-TDOA-FDOA联合定位闭合解算法

移动辐射源无源定位是电子对抗领域需要解决的关键问题之一。基于到达时间差(TDOA)与到达频率差(FDOA)的联合定位闭合解算法是解决上述问题的有效途径之一,但完成一次定位至少需要5个协同平台才能达到该算法的应用条件。在保持无源定位闭合解框架的前提下,为减少协同平台个数,提出了一种融合到达角(AOA)观测量、TDOA观测量以及FDOA观测量的无源定位算法。当各观测量的观察噪声及传感器位置偏差均为高斯噪声且噪声强度适中时,可建立移动辐射源位置与各观测量及传感器位置的近似代数表达式,并由此形成AOA-TDOA-FDOA联合定位闭合解算法。进一步的理论分析表明,该算法的定位误差能达到克拉美罗界,数值仿真结果与理论分析结论吻合。     

基于神经网络数据融合的无线定位算法

提出了一种基于神经网络数据融合的无线定位算法,该方法融合了到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、到达角度(AOA)、,并考虑了这三种测量值的测量质量(可信度),有效地解决了在常规定位算法中使用线性最小二乘法求解非线性方程使定位精度下降的缺点。通过仿真表明,该算法具有较高的定位精度,能够满足FCC所提出的定位要求。     

TDOA和FDOA联合定位技术研究

本文研究在双星定位系统中，采用基于二阶统计量的CAF-SOS算法，同时快速估计TDDA(到达时间差)和FDOA(到达频率差)；为减少噪声相关对估计的影响，进一步研究了高阶统计量的CAF-FOS算法。通过仿真分析，表明CAF-SOS和CAF-FOS算法可实时的、并能够同时估计TDOA／FDOA。     

双机TDOA/DD无源定位方法

利用辐射源信号到达两架飞机的时差(TDOA)与微分多普勒(DD)的组合TDOA/DD对该辐射源进行无源定位,给出了定位算法,推导了定位误差解析表达式。按等时差与等微分多普勒曲线表达式绘制了双机TDOA/DD定位的双曲线与微分多普勒曲线。用定位误差解析表达式,对TDOA/DD定位与测向定位的误差进行了分析和对比,显示了TDOA/DD定位方法的优良性能。     

天基无源定位与现代小卫星技术

介绍了基于现代小卫星技术的天基无源定位系统几个主要技术层次——单星定位、双星定位、编队飞行、卫星星座；论述了各个技术层次的基本概念、特点和关键技术。详细分析了适合我国国情的双星无源定位方案，该方案依靠2颗同轨小卫星，采用到达时间延迟／到达频率延迟(TDOA／FDOA)定位方式，实现对辐射源的实时、精确定位，数值计算结果进一步揭示了定位精度与TDOA／FDOA测量精度的关系；具体研究了卫星编队飞行的天基干涉仪应用方式的可实现性，认为应当通过对TDOA或FDOA的测量实现基于卫星编队飞行的无源定位。     

一种LOS环境下的TDOA/AOA数据融合定位算法

提出了到达时间差/电波到达角(TDOA/AOA)数据融合定位算法。利用TDOA定位算法和AOA定位算法分别估算移动台(MS)位置,然后利用数据融合方法确定MS位置。仿真结果表明,本文算法在视距(LOS)环境下有较高的定位精度,性能优于TDOA定位算法和AOA定位算法。     

噪声向量模值最小的水声网络TDOA目标定位方法

由于水下环境的复杂性导致水声网络节点通常存在一定的漂移,从而引起网络节点自定位的不准确;又因为水下测距不准确导致TDOA测距中也存在一定的误差。以上两类前期噪声误差均会降低网络对目标定位时的精度。针对以上问题,本文提出一种基于噪声向量模值最小的高精度水声网络TDOA目标定位方法。该方法利用LS(least-squares)算法得到目标定位的初值,通过考虑节点自定位误差和TDOA测距误差对算法精度的影响,经过一系列转换得到目标函数,使得上述两种前期噪声误差对定位精度的影响达到最小;根据初值及目标函数,采用模拟退火智能优化算法得到目标位置。仿真结果表明:与WLS(weighted least-squares)算法、CTLS(constrained total least-squares)算法相比较,本文算法定位精度高且前期误差对算法性能影响小,鲁棒性强。     

改进的时差频差多目标定位算法

提出了改进型约束总体最小二乘多目标定位算法.首先引入辅助变量将非线性定位方程转化为伪线性方程;然后利用两步最小二乘法估计目标的初始位置,依据目标初始位置重新选择参考传感器;最后考虑伪线性方程中所有系数矩阵的噪声,采用拉格朗日乘子技术求解约束条件,利用拟牛顿算法迭代公式得到精确解.仿真结果证明了理论分析的正确性和可行性,所提算法能够达到克拉美罗下界,具有较强的鲁棒性和精确的定位性能.     

TDOA定位技术的基本原理和算法

重点研究基于时间测量值的蜂窝无线定位算法。在分析现有无线定位技术和定位算法的基础上,本文选择了以到达时间差(TDOA)定位算法为研究重点。首先,介绍了两种比较典型的TDOA定位算法:CHAN算法和Taylor级数展开法。并在多种信道环境下对这两种基本定位算法进行了仿真比较。为了详细评价这两种算法的定位性能,本文在理想的信道环境和典型的实际信道模型(COST259和T1P1)下,研究了多种对算法定位性具有影响作用的参数,其中包括:蜂窝小区大小、参与定位基站的个数、测量设备的误差、信道中的NLOS误差等。     

一种简单有效的TDOA-FDOA-AOA目标定位闭式解

针对TDOA-FDOA-AOA联合定位中目标状态求解这一难题,提出了一种简单有效的闭式求解算法．首先根据几何关系,通过测量值变换,将与目标位置、速度高度非线性的时差、频差、角度测量方程转换为关于目标状态的线性函数,再利用加权最小二乘估计求得目标状态估计．性能分析及仿真结果证明了所提算法具有较好的定位性能．     

估计偏差修正扩展卡尔曼滤波新算法

针对扩展卡尔曼滤波跟踪器在非线性系统目标跟踪过程中容易发散这一难题,在时差频差测量体制下,提出了一种基于估计偏差修正的扩展卡尔曼滤波算法．首先利用加权最小二乘算法求解标准扩展卡尔曼滤波状态估计偏差并进行线性修正;然后重新计算观测矩阵并且再次进行滤波估计,以减小局部线性化截断误差对于观测矩阵的影响,提升目标状态跟踪精度．仿真结果证明了所提算法具有较好的目标跟踪性能．     

利用高斯牛顿迭代的时频差无源定位算法

针对传统高斯牛顿迭代法在时差-频差定位中因迭代初始值不准而易出现的不收敛问题,提出一种基于约束加权最小二乘(CWLS)的高斯牛顿迭代定位算法。该算法首先将定位问题中关于目标位置、速度的时差-频差非线性定位方程转化为伪线性方程,分步估计目标位置、速度初始值;为实现初始值的精确估计,将目标位置与辅助变量等式约束关系松弛为二阶锥约束(SOCP)条件;引入随机鲁棒最小二乘(SRLS)构建新的线性关系,当新线性关系的最小二乘解不满足二阶锥约束条件时,使用半定规划(SDP)技术求解目标位置的估计解,通过获得的目标位置来对目标速度进行求解;获得目标参数估计初始值后,建立时差-频差定位系统下关于目标位置与速度的高斯牛顿迭代方程,利用高斯牛顿迭代对目标参数进行寻优求解,该迭代过程不需要引入辅助参数,可以直接得到目标参数。仿真实验表明,所提算法对近场目标与远场目标均有很好的定位效果,较已有经典两步加权算法,其鲁棒性好、定位精度高。同时,仿真结果表明了高斯牛顿迭代方程时对初始值优化的必要性。     

到达时差和频差搜索算法的非线性约束最优化研究

基于复模糊函数的到达时差和到达频差无源定位方法研究较多,但实际工程应用往往受到估计精度和计算量的矛盾制约。通过研究复模糊函数的特性,并结合硬件代价受限的实际应用需求,对抽取因子、搜索步长等相关参数进行非线性最优化,提出了到达时差和到达频差的搜索优化算法。经过仿真验证,所提出的算法在不降低精度的条件下大大降低了运算量,缩短了运算时间。     

TDOA localization with linear-correction in the presence of sensor position errors

This paper considers the problem of locating a source using time difference of arrival(TDOA) measurements obtained at spatially distributed sensors in the presence of sensor position errors. A linear-correction TDOA localization algorithm that involves closed-form weighted least squares(WLS) optimization only is developed. The proposed method first converts nonlinear TDOA equations into pseudo-linear ones by introducing an intermediate variable and obtains the initial source position estimate using the WLS technique. Then a linear-correction method is applied to improve the initial localization result by estimating and subtracting its positioning error. Simulation results demonstrate the good performance of the proposed method.     

一种多参考接收站下的时差定位算法

提出了一种基于多参考接收站的到达时间差无源定位新算法．首先将复杂的非线性时差定位方程组转化为一组关于辐射源位置的伪线性方程,运用加权最小二乘估计对伪线性方程组进行初始求解;然后利用初始解中各分量之间的相关性,通过加权最小二乘估计进一步求解得到一组改进的辐射源位置估计; 最后取这组估计值的平均值得到辐射源位置的最终估计．仿真结果表明,该算法对近场和远场辐射源均具有较高的定位精度．     

误差修正的声源目标混合定位算法

针对定位系统因非视距传播、多路径效应等因素所导致定位精度降低的问题,提出了一种基于到达时差的误差修正声源目标混合定位算法。首先,该算法在传统加权最小二乘法中引入动态权值修正技术获得泰勒级数迭代法初值,减少了迭代次数;其次,提出了后项时延选择算法,并结合标准残差函数剔除了误差较大的时差对定位性能的影响,选择最优的时差组合方式进行目标位置解算;最后,通过标准残差加权的方式修正混合定位算法误差,得到声源目标位置。 实验结果显示,新提出的误差修正混合定位算法性能优于参考算法,且对非视距误差具有显著的抑制作用,有效地提高了定位精度。     

一种利用多运动接收站的时差定位算法

提出了一种利用多运动接收站的两级加权最小二乘时差定位算法.首先引入中间变量,将高度非线性的多时刻时差定位方程转化为伪线性方程,并用加权最小二乘估计对伪线性方程组进行初始求解;然后根据辐射源位置和中间变量之间的关系,利用进一步加权最小二乘估计来优化初始定位结果,同时在理论上分析了所提算法的有效性.仿真结果表明,该算法具有较好的定位性能.     

一种利用修正牛顿迭代的时差定位算法

针对传统基于迭代求解的时差定位算法中容易出现的发散问题,提出了一种新的基于修正牛顿迭代的时差定位算法．该算法首先利用辅助变量将非线性时差定位方程组转化为一组关于辐射源位置的伪线性方程,在此基础上把时差定位问题转化为约束加权最小二乘优化问题;然后,利用基于特征值修正的牛顿法进行定位解算,同时为了减少迭代次数,通过二次插值法对一维优化问题进行寻优求解,给出了迭代步长因子的求取过程;最后,通过仿真分析验证了所提算法的有效性．