相位噪声对时差估计的影响分析

在到达时间差(TDOA)测量中,两异地接收站所配备的本振都会存在相位噪声,该相位噪声会影响时差测量的性能。该文分析了相位噪声对经典的互相关法时差估计无偏性的影响,同时推导了仅考虑相位噪声时TDOA估计精度的克拉美罗下限(CRLB)。并进一步得到了相位噪声与加性噪声都存在时的CRLB及其相对于加性噪声环境下的CRLB退化系数。仿真结果验证了理论分析的结果。     

单声道超声水表测量特性分段校正方法的研究

当管道内流体处于不同雷诺数测量条件时,超声水表的线平均流速v_L与面平均流速v_S之间存在着显著的非线性。根据管道内被测流体介质流动分布状态不同,提出了一种分段流量测量特性校正新方法,在其临界处设立校正分界点,当层流时,采用常系数校正;湍流与过渡流时,分别采用拟合直线方程校正。经实验验证,该方法是可行的。     

基于相关法的竖管内置式超声流量测量设计

针对特定环境下,在管外壁安装探头不便的情况,设计了将探头内置在管内与流动方向平行的超声波流量测量方式和相应装置,在计算时间差时,采用相关法计算时间差,相关法本身具有一定的滤波去噪特性,提高了时间差的测量精度。系统硬件设计了超声波发射、接收及放大电路,采用高速模数转换器数字化接收信号。实验表明,电路产生的脉冲幅度高、宽度窄,能有效地激励超声换能器。波形进行采样相关处理后的计算值与实际值误差很小,提高了所求时间差的精度,从而更好的进行流量计算。     

OFDM系统中基于BP神经网络的定位算法

为了减小正交频分复用(OFDM)系统中多径干扰对定位精度的影响,提出一种基于后向传播(BP)神经网络的定位算法。该算法采用多重信号分类(MUSIC)算法估计OFDM信号首径的到达时间(TOA),再计算出到达时间差(TDOA),然后利用BP神经网络对其进行修正,最后使用Chan算法确定移动台的位置。在多径环境下对算法进行仿真,仿真结果表明该算法能够有效地降低多径干扰的影响,性能优于最小二乘(LS)算法、Chan算法和泰勒算法。     

基于分簇结构无线传感器网络的高效无源定位方法

针对基于节点通信能力和能量受限的无线传感器网络实现高精度无源定位的问题,首先,在分簇结构网络中,通过折中单个簇的TDOA定位精度和运算复杂度,确定了簇规模;其次,基于直达波环境中TDOA定位误差是按布站GDOP对测量误差放大的原理,提出第一轮定位先使用网内所有节点以RSSI定位方法粗估计目标辐射源位置,并根据各簇在该粗估计位置处的布站GDOP和测量误差估算TDOA定位标准差,第二轮定位选择具有较低TDOA定位估计标准差的部分簇参与TDOA定位,最后将这些簇的TDOA定位结果按估算的定位估计标准差加权平均,求得最终定位解。仿真结果证明该方法有效的去除了冗余节点,实现以半数节点接近使用全部节点的定位精度。      

基于频域阈值处理广义互相关和空间筛选的多源局部放电定位方法

该文针对电力设备的多源局部放电定位问题,提出了基于频域阈值处理广义互相关(frequency domain threshold processing generalized cross-correlation,FDTP-GCC)和空间筛选的多源局部放电定位方法。为实现多源局部放电超声信号的同源时间差提取问题,该文提出了FDTP-GCC算法,该算法直接应用于超声传感设备采集的原始信号,在频域内通过设置幅度谱阈值排除干扰频段,幅度谱归一化突出多源信号时间差的冲激函数特征,直接得到对应同源信号的时间差。通过仿真证明了FDTP-GCC算法进行时间差估计的高准确性、高稳定性、高抗噪能力。为解决FDTP-GCC算法带来的同源时间差分离的问题,该文提出了基于空间筛选的多源局部放电定位方法,并分析了采用基于解析解的算法和智能算法进行空间筛选的定位性能。最后采用双局部放电源进行了定位试验,试验结果表明该文方法提取的时间差误差均在1μs以内,两个局部放电源的定位误差为20.53cm和4.93cm。     

基于Chan算法和Taylor级数混合算法的到达时差定位

结合Chan算法和泰勒级数展开法的优点,提出了一种基于Chan算法初值选取与泰勒级数展开法精确迭代的时差定位方法.该算法充分发挥了Chan算法初值估计性好和泰勒级数展开法收敛速度快的优点.仿真结果表明,在参数设置合理的前提下,相比Chan算法和泰勒级数展开法,该混合算法性能稳定,时差测量精度为10μs时,均方根误差较Clan算法定位结果减少了64m.     

一种基于WSN的机器人三维精确定位算法

对无线传感器定位方法进行了研究,针对机器人在恶劣环境下定位问题,提出了一种利用无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)技术对机器人精确定位的方法,构建了一种新的机器人定位模型来求取机器人的坐标和姿态。利用到达时间差(TDOA)技术测量锚节点到盲节点的距离,利用最大似然方法对机器人体内安装的固定传感器未知节点精确定位,进而对机器人的工作区域以及移动方向进行精确定位。根据实验数据进行的仿真计算证明了算法的有效性。     

四站无解及模糊问题的增站处理方法

针对无源时差定位系统中存在系统误差和偶然误差而产生的定位模糊和无解的问题,在研究以伪逆法作为求解方法的四站定位基础上,依据不同布站形式其定位结果不同的事实,采用增加一个测量站的方法进行求解定位。对5个接收站接收到的目标信息时间差,采用主站循环的方式分别进行解算,对解算结果进行相关性分析、模糊值剔除,并对小于5个的正确解算值进行融合处理,最终得到目标的位置信息。通过对真实数据加上随机误差进行仿真试验验证,结果表明,该方法能够解决四站无解及定位模糊问题,同时提高了对目标辐射源的定位精度,并十分适用于工程实现。     

特定声识别与定位系统

设计并实现了一种特定声识别与定位系统,应用于捕捉特定声源并判断其方位。系统将声音识别和定位两大功能有机结合,利用基于频域特性的相似度计算识别方法监测目标音频信号,定位方面,提出了对传统的基于到达时间差（TDOA）算法的系统优化。通过硬件电路预处理和软件设计相结合的方法,简便地计算出音频信号的到达时间差。再经过多重计算求...