基于矩阵差分的远场和近场混合源定位方法

混合源定位在无源雷达中发挥着重要作用.针对均匀圆阵下基于相位差方法的定位精度较低的问题,该文提出基于矩阵差分的远场和近场混合源定位方法.首先,利用二维多重信号(2-D MUSIC)分类方法估计出远场源的方位角和俯仰角;随后,利用协方差矩阵差分方法提取出近场源差分矩阵,通过改进的类旋转不变估计信号参数(ESPRIT-li...     

基于差分模型的近场无源定位算法

对于均匀线性天线阵列近场目标定位研究是探测领域重要难点之一。本文根据前期近场基于差分迭代传播计算模型研究基础,提出一种新型高精度近场无源定位算法,针对均匀线性阵列近场目标空间几何结构,突破传统菲涅尔近似近场传播模型的束缚,建立全新高精度目标关系模型并形成定位解析表达式,通过阵列处理估计改进到达时差（TOA）定位观测量,利用新算法快速准确地获取近场多个独立同分布目标的定位信息。仿真实验结果表明：新算法机理不同于传统近场估计分析,特别是定位解析式的引入使得位置精度提升的同时计算量大为降低,更好地适应了近场非线性关系结构,性能分析显示TOA误差对定位估计精度的影响较为有限,在典型信噪比条件下新算法的距离和角度估计精度优于几种常规处理算法,未来具有深入研究的价值。     

非均匀噪声环境下宽带近场源定位的两种改进方法

研究了宽带近场信号源基于最大似然方法和相关信号子空间方法在非均匀噪声下的被动定位算法，并进行了比较。这两种算法均可在传感器任意分布的情况下有效地进行信号源定位。最大似然法采用了迭代的方法来估计噪声的协方差矩。而信号子空间法给出了聚焦阵构造的新方法。仿真试验证明了方法的有效性和稳健性。     

一种DOA估计的T差分平滑快速算法

针对未知非平稳噪声背景下相干信源的波达方向估计问题,提出了一种T差分平滑快速(TDSF)算法,算法根据非平稳噪声对角占优的特性,通过构造一个T矩阵,对协方差矩阵进行T变差分平滑运算,可同时分辨相干和非相干信源.算法采用幂迭代法直接获得噪声子空间,无需特征值分解,运算量较小,可有效地消除非平稳复噪声的影响,且不存在伪峰问题,适用于广泛的未知非平稳噪声和低信噪比环境.计算机仿真实验证实了算法的有效性.     

基于稀疏信号重构的近场源定位

针对近场源定位问题,提出了一种基于稀疏信号重构的定位方法.该方法通过约束稀疏信号的L1-范数求解优化问题,实现信源的定位.该方法采用一种新的方法约束噪声项系数以求解优化问题,无需噪声的先验知识.为了减小计算量,将近场源二维定位问题转化为两次一维参数估计.通过计算机仿真验证了该方法的性能.     

基于循环平稳特性的源信号到达角估计方法

分析了SC-SSF算法的不足,给出了统一的循环频域阵列信号模型,并推导得到了一般化的基于信号循环平稳特性的源信号到达角估计方法——GSC-SSF算法,该算法克服了SC-SSF算法的不足,具有更好的实用性.仿真试验比较了两种方法的估计性能,仿真结果说明了所给方法的有效性.     

低信噪比下相干信号的DOA估计的白噪声滤除方法

在波达方向估计中,“相干”和“信噪比”一直引人关注。相干会使多重信号分类等算法失效,究其原因就是信源协方差矩阵的秩亏缺。低信噪比使阵列协方差矩阵的主次特征值区分困难,造成信号和噪声的子空间划分错误。针对相干,人们往往都是从“解相干”的角度出发,通过各种手段使信源的协方差矩阵能够满秩,但并未对秩亏缺特性加以利用。基于此,本文给出了一种在低信噪比下对相干源的波达方向估计的噪声消除方法,在仅有加性白噪声的环境下,利用相干信号协方差矩阵不能满秩的特点,通过求解方程组,用求的值代替估计的协方差矩阵的相关对角元素（即对角加载处理）,置换被噪声污染的对角元素,进而可以滤除掉白噪声的影响。仿真结果证实了方法的有效性。      

GBAS差分定位中新增卫星引起高度跳变的抗差估计解决方案

在 GBAS 伪距差分定位实际应用中,出现在某时刻突然产生差分定位高度值异常跳变的现象。经过对实际试飞数据的深入分析,发现根本原因是该时刻新增卫星的伪距误差过大, 导致生成了误差较大的差分修正量。针对此问题,传统的解决方法为延长接收机对卫星锁定时间的最小阈值至固定值 60 s,但该方法仅为依据实践经验取值,较为简单原始,缺乏理论依据。本文所述的组合抗差估计算法能够极大缩短接收机伪距的收敛时间并能适当提高伪距精度,将其应用到新增卫星伪距测量值的预处理中,并通过后续试验验证,确保此问题得到更好解决。     

基于差分进化算法的RFID定位

针对传统射频识别(RFID)定位过程繁琐,系统定位精确度低以及计算较为复杂的问题,提出一种利用差分进化(DE)算法优化RFID定位精确度的方法。该方法首先随机初始参考标签的位置坐标,通过接收信号强度(RSS)值计算出阅读器与标签之间的测量距离,再通过优化阅读器与参考标签和待测标签之间的距离误差,估计出离待测标签最近的位置坐标,最后与经典LANDMARC定位系统做比较。仿真结果表明,经典LANDMARC定位系统的平均定位误差为1.115 8 m,而利用差分进化算法优化后的系统平均定位误差为0.001 2 m,从而证明利用差分进化算法优化RFID定位的方法是有效的。     

基于TD-SCDMA无线定位MUSIC算法及其性能的研究

为了实现基于TD-SCDMA智能天线圆-角定位,针对我国TD-SCDMA采用的是非Vandermonde结构的8阵元均匀圆阵智能天线,不能直接采用MUSIC算法对移动台的来波方向(DOA)进行估计的特点,对基于TD-SCDMA智能天线进行了预处理,使MUSIC算法能够用于基于TD-SCDMA智能天线的DOA估计,同时考虑到实际应用分别对理想智能天线和非理想智能天线的MUSIC算法的性能进行了分析。     

基于TDOAs与GROAs的多信号源被动定位

为提高感知节点位置模糊条件下多目标被动定位结果精度,提出基于TDOAs与GROAs的混合定位代数闭式解算法,该算法联合估计未知信号源位置与带误差感知节点位置,利用TDOAs与GROAs所包含的相同感知节点位置误差信息提升定位精度,并推导得到基于TDOAs与GROAs多目标混合定位的克拉美罗下界(CRLB),仿真结果表明,所提算法能较好的达到CRLB,并且GROAs信息的引入给多目标定位精度带来明显性能提升.     

基于TDOA与GROA的信号源被动定位偏差消除技术

本文针对Ho提出的基于TDOA（Time Difference of Arrival）与GROA（Gain Ratio of Arrival）信号源定位的代数闭式解,提出两种偏差消减方法.首先对其闭式解偏差进行了推导,然后给出BiasRed法与BiasSub法两种偏差消减算法,BiasSub法从Ho给出的解中直接减去期望偏差,BiasRed法通过分析误差表达方程并引入二次约束来提升定位估计精度;分析表明两种方法均可针对远距离信号源,在较小高斯误差情况下有效消减定位偏差,BiasRed法可将偏差降低到最大似然估计算法的水平;计算机仿真分析验证了所提算法的性能.     

基于稀疏对称阵列的近场源定位

 在阵元数目一定的情况下,为了扩大阵列的孔径,本文采用非均匀稀疏对称阵列,其阵元间距不受四分之一载波波长的限制.为了避免由此带来的角度模糊问题和复杂的二维搜索,本文基于降秩思想,提出了近场源波达方向(DOA,Direction Of Arrival)和距离的无模糊估计方法并且分析了角度估计的模糊性.此方法利用二阶统计量,只需进行一维搜索,且参数自动配对.因此,计算量大大地减少,且在阵元个数有限的情况下,大大地提高了空间分辨率.计算机仿真结果证实了此方法的有效性.     

基于变换数据空间的相干脑电源定位算法

不同脑区之间的相互协作对大脑完成认知任务具有重要意义.脑区电活动的相干性被认为是这种协作的表现形式.从头表脑电无创地三维定位相干源有助于了解大脑的内在机制.传统的MUSIC算法不能定位相干源.本文发展了一种在变换数据空间的MUSIC算法用于相干源定位.首先根据先验信息大致估计相干源区的范围,然后设计能压制相干源区的数据变换矩阵.最后在变换后的数据空间定位相干源.不同条件下的计算模拟实验表明,相比其它方法,这种方法具有更高的定位精度,运算速度也更快.     

一种无须参数配对的近场源定位新算法

本文提出了一种适用于高斯白噪声环境的近场窄带信源定位新算法.该算法利用阵元输出计算的3个二阶统计量矩阵在二阶统计量域构造平行因子分析模型,分析了该模型低秩分解的唯一性,并从其分解得到的多个矩阵中联合估计信源距离、频率及到达角.该算法无须参数配对,无须谱峰搜索,计算简单.仿真结果表明该算法是有效的.     

基于二阶统计量的近场定位新方法

该文针对近场源的方向角和距离的二维参数估计,提出了一种新的近场源二维参数估计方法。该方法利用双极化阵列的极化信息和二阶统计量估计近场源的波达方向和距离参数。该方法具有估计精度高和无需谱峰搜索的优点。仿真实验证明了该算法的有效性。     

基于传声器阵列的声源定位系统设计

传声器声源定位是利用传声器阵列拾取声音信号,并用数字信号处理技术对其进行分析和处理的声源定位技术。设计了一种基于MUSIC算法的声源定位系统,该系统以数字信号处理器(DSP)为控制核心,通过TMS320C6747高速数字信号处理器,提高了系统处理速度,简化了设计,能更好的满足声源定位的要求。经测试,该系统具有实时、高速、精度高及可靠性好的优点。