多站时差无源定位探测器位置优化

在可移动无源传感器网络中,观测器与目标的相对几何关系对定位精度有重要影响.为提高对运动目标的定位跟踪精度,提出一种基于时差无源定位几何稀释精度(GDOP)的移动平台实时布站方法.首先推导出二维时差无源定位方法下的带有基线长度和基线偏角的GDOP表达式,将其作为目标优化函数,使用加权离散搜索优化算法求解网内各观测器每一时...     

多观测器轨迹优化仿真研究

研究优化机载雷达组网系统的跟踪性能问题,在机载雷达组网中,多观测器与目标间的相对几何关系对定位跟踪精度有影响.可通过改变观测载体的飞行速度和航向角,控制其沿最优轨迹运动有效提高观测器的估计性能.为了对多站时差无源定位准确跟踪问题提出遗传算法对机载多观测器轨迹进行优化.推导出目标优化函数的表达式,采用遗传的轨迹优化算法,求解每一采样时刻使得目标函数最小的观测器位置,并在最佳位置对目标进行量测.可将轨迹优化加入运动目标被动跟踪过程构成闭环,通过估计和优化相结合的方法仿真实现观测器自适应运动下的运动目标被动跟踪.通过结果比较证明,算法可以有效提高对运动目标的跟踪精度.     

基于AUPF的TDOA几何定位跟踪算法研究

使用无源时差（TDOA）定位技术确定无人机等小型辐射源目标的位置是当前研究的热点,针对时差定位算法较为复杂的实际情况,推导了时差双曲线的几何解,并提出了一种基于自适应无迹粒子滤波（AUPF）技术的移动目标定位跟踪方法。通过仿真对该方法在不同场景的应用效果进行了验证,进一步比较分析了算法的定位精度。结果表明,基于自适应无迹粒子滤波的时差几何定位跟踪算法可以在多种情况下较好地拟合出目标真实运动轨迹,实现对运动目标的定位跟踪,同时拥有更低的定位误差和更高的轨迹包容度,使用该方法可以显著提高对非合作移动辐射源目标的位置估计性能。     

基于粒子群的时频差协同无源定位技术研究

针对运动目标的定位问题,根据运动目标基于时差、频差的定位原理,提出了利用时频差相结合的无源定位技术,利用粒子群智能优化算法,同时求解出目标的位置、航向及频率信息.通过仿真实验结果证明,在长基线定位系统条件下,一次数据就能获取较高精度的目标位置及航向信息,可为运动目标的高效定位和跟踪提供良好的初始数值.     

纯方位目标定位观测器轨迹的 快速优化算法

在移动传感器网络中,观测器与目标的相对位置对目标的定位性能有重要的影响.为了提高目标的定位精度,提出了一种观测器运动轨迹的优化算法.算法把目标均方位置误差作为优化对象,使用扩展卡尔曼滤波器估计目标的位置.算法以目标和观测器的方位分布关系为基础,减小了观测器最优位置的搜索范围.仿真结果表明,使用多个观测器进行目标定位,滤波收敛速度快,定位误差小.最后给出了单个和多个观测器的"最优"运动规则.     

基于粒子群算法的多机无源定位系统优化布站

在一定海空战场背景下,通过调整多机无源定位系统中各机位置布局可以有效地提高该系统对特定区域目标的定位精度.文中通过推导多机时差定位算法误差的GDOP公式,提出了利用粒子群算法寻找多机无源定位系统最优布站的方法.与传统典型布站相比较显著降低了对区域目标定位误差,明显提升了多机无源定位动态快速布站能力.同时利用粒子群算法对...     

纯方位目标跟踪中的观测器机动优化研究

针对研究单站纯方位目标运动分析中定位与跟踪精度问题,因机动航路对定位精度有很大影响,所以在目标定位跟踪精度下限CRLB,提出用精度几何散布GDOP作为优化性能指标,采用数值寻优计算的方法,进行数值计算,分析了观测器航路对固定目标定位精度的影响效果,并且给出了匀速直线运动航路和恒提前角匀速运动航路对目标定位精度影响的仿真计算结果,表明航路对定位精度有很大影响,可以通过优化观测器航路来提高系统可观测程度和改善定位与跟踪算法的性能。     

基于模式切换的有源无源一体化跟踪算法研究

针对传统目标跟踪算法缺乏灵活性,不能满足复杂环境下目标连续跟踪的缺点,探讨了网络雷达不同工作模式下,接收站获取目标运动状态参数不同集合对目标跟踪精度的影响,提出了基于模式切换的有源无源一体化跟踪算法,该算法可根据接收站的不同需求灵活选择有源无源等不同的定位跟踪方式。采用UKF算法对不同模式切换下的目标跟踪精度进行分析,仿真结果表明,该算法能够有效利用前一阶段的滤波跟踪结果,可在复杂的环境下保持对目标的连续跟踪。     

基于Chan算法的无源雷达定位精度分析

该文对无源雷达时差定位中的Chan算法进行分析研究,主要分析了非线性定位方程组的求解技术及其与之相关的定位精度、定位模糊问题,讨论不同布站对定位模糊的影响,时差测量与站址测量误差对定位精度的影响。仿真结果表明,时差测量误差,站址测量误差．布站形式、目标辐射源与各接收站几何位置关系都对定位精度有很大影响。     

基于Chan算法的无源雷达定位精度分析

该文对无源雷达时差定位中的Chan算法进行分析研究,主要分析了非线性定位方程组的求解技术及其与之相关的定位精度、定位模糊问题,讨论不同布站对定位模糊的影响,时差测量与站址测量误差对定位精度的影响。仿真结果表明,时差测量误差,站址测量误差,布站形式、目标辐射源与各接收站几何位置关系都对定位精度有很大影响。     

一种新的概率逼近遍历算法在雷达布站的应用

针对基于测量到达时间差（TDOA）跟踪定位目标的无源雷达布站优化问题,根据TDOA定位原理,综合考虑目标空域、站址误差和时差测量误差,推导出衡量目标跟踪定位精度的几何精度因子（GDOP）计算公式,并将网格化后的GDOP加权均值作为评价函数。按照均匀概率随机产生站址组合样本,根据站址数量确定样本规模,遍历样本获得评价函数最小的站址组合。经过超算实际运行算例测试,最优雷达布站站址组合寻优成功率达到99.99995%,目标跟踪定位精度优于3 km。     

利用外辐射源的TDOA和FDOA目标定位算法

针对单站外辐射源条件下的目标定位问题,提出了一种基于最大似然的时差-频差联合定位算法。首先根据时差和频差的观测方程,构建目标位置和速度的最大似然估计模型。然后采用牛顿迭代算法对最大似然估计模型求解,得到目标位置和速度估计。最后,推导了算法的克拉美罗界和理论误差,并证明了二者相等。仿真结果表明,算法定位精度高于两步加权最小二乘算法和约束总体最小二乘算法,在测量误差较高时仍能达到克拉美罗界。通过对系统几何精度因子图的分析,确定目标及外辐射源数量和位置也是影响定位精度的重要因素。     

非视距环境下的超宽带室内定位算法

为了进一步提高超宽带技术在非视距室内环境中的定位精度,研究了抑制非视距误差的定位算法。首先,对非视距环境下的TDOA定位模型进行重构;其次,推导出非视距情况下均方根时延拓展的统计模型,获得附加时延参数的估计值,对TDOA测量误差参数校正;最后,通过最小二乘法初步估计出目标节点位置,将其作为粒子群算法的初始值进行智能粒子群算法求最优解,惯性权重在迭代中按照高斯函数的策略变化。仿真结果表明本文提出的优化算法可有效减弱非视距误差在复杂室内环境中定位的影响,进一步提高定位精度和算法的收敛速度。     

基于SRUKF的TSOA/TDOA单站跟踪技术研究

阐述了蜂窝网系统中单台定位设备TSOA/TDOA被动式新型混合定位技术的原理.利用TSOA/TDOA混合定位的数学模型建立系统观测方程,采用受随机加速影响的匀速运动状态模型,描述了移动台的位移和速度.在此基础上推导了基于平方根无迹卡尔曼滤波的跟踪算法,并通过仿真实现了对移动台位置和速度的同时跟踪.仿真结果表明,与扩展卡尔曼滤波及无迹卡尔曼滤波算法相比,平方根无迹卡尔曼滤波算法的跟踪性能更优.     

A robust TDOA-based location method and its performance analysis

Based on time difference of arrive (TDOA), the regularized constrained total least square (RCTLS) algorithm for passive location is presented in this paper. RCLTS is used to solve the location equations by transforming the nonlinear equations about TDOA into linear equations about parameters of the position and range and expanding the true TDOA in a first-order Taylor series about measurement TDOA. A proper weight is chosen by the least mean square error (MSE) rule to obtain the location solution through analyzing the location error, whose feasibility and effectiveness are well proved by computer simulations. The CRB and GDOP for TDOA-based location are given. Supported by the Program for New Century Excellent Talents in University, Ministry of Education, China (Grant No. NCET-05-0803)     

基于射线跟踪的AOA定位算法的GDOP研究

GDOP是衡量定位系统精度的一个重要指标。基于射线跟踪的定位算法利用镜像站实现对目标的定位,针对现有关于GDOP的计算因没有考虑镜像站之间的相关性,而无法用于对基于射线跟踪的定位系统的定位精度与镜像站布局之间规律进行分析的问题,给出一种基于射线跟踪的AOA定位算法(AOA-RT)的GDOP计算方法。在微小区AOA定位模型下,根据镜像站与定位站之间的关系,得到镜像站位置误差的相关矩阵,根据该相关矩阵推导了AOA-RT算法的GDOP的计算公式。仿真结果表明了所给的GDOP计算方法的合理性,并得出了相关结论。     

New optimal algorithm of data association for multi-passive-sensor location system

In dense target and false detection scenario of four time difference of arrival (TDOA) for multi-passive-sensor location system, the global optimal data association algo- rithm has to be adopted. In view of the heavy calculation burden of the traditional optimal assignment algorithm, this paper proposes a new global optimal assign- ment algorithm and a 2-stage association algorithm based on a statistic test. Compared with the traditional optimal algorithm, the new optimal algorithm avoids the complicated operations for finding the target position before we calculate as- sociation cost; hence, much of the procedure time is saved. In the 2-stage asso- ciation algorithm, a large number of false location points are eliminated from can- didate associations in advance. Therefore, the operation is further decreased, and the correct data association probability is improved in varying degrees. Both the complexity analyses and simulation results can verify the effectiveness of the new algorithms.