落點測量精度是高速目標(biāo)入水試驗考核的重要指標(biāo),當(dāng)測量系統(tǒng)觀測誤差保持不變時,基站布設(shè)方式將影響落點測量精度。以典型四基站分布為例,研究了基于時延差無源定位體制的多基站規(guī)則布設(shè)和不規(guī)則布設(shè)對定位精度的影響;通過改變基線長度和布站形式,分析了規(guī)則布站條件下不同區(qū)域落點測量精度分布規(guī)律;針對不規(guī)則布站形式,提出了一種基于模擬退火算法的海上落點測量聲基陣優(yōu)化布設(shè)方法。方法以定位偏差量作為目標(biāo)函數(shù),通過模擬高溫物體退火過程找到最優(yōu)布站位置。仿真結(jié)果表明,和規(guī)則布站方式相比,利用模擬退火算法對基站進行優(yōu)化布設(shè)能夠獲取較高的定位精度,為高速目標(biāo)海上落點測量系統(tǒng)設(shè)計及基站合理布設(shè)提供參考依據(jù)。 

【文章來源】：計算機仿真. 2020,37(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

基站分布及落區(qū)示意圖

不同基線長度及不同布站形式下定位精度分布情況

式中,(X,Y)為落點位置, (X^ , Y^ ) 為計算得到的落點位置。由于坐標(biāo)初始值選取對算法影響不大,不妨設(shè)定基站初始坐標(biāo)為圖3(a)中三角形符號所表示的位置。將基站坐標(biāo)隨機擾動范圍限定在[-5km～5km],如圖3(a)中黃色區(qū)域。設(shè)置內(nèi)循環(huán)迭代步數(shù)上限L=1000。算法中退火的最大溫度(即初始溫度)可通過式(8)計算得到,Tmax=100,最小溫度設(shè)為一足夠小的值。圖3(b)為算法的收斂情況,當(dāng)外循環(huán)迭代次數(shù)達到90次時,相鄰目標(biāo)函數(shù)值E變化很小,基本達到穩(wěn)定狀態(tài),此時得到的基站坐標(biāo)可作為最優(yōu)位置。基站優(yōu)化后的坐標(biāo)為圖3(c)中星號表示位置。表2為基站優(yōu)化前后坐標(biāo)值及位置偏差統(tǒng)計情況,可以看出,將優(yōu)化后的基站坐標(biāo)帶入到TDOA無源定位算法中,求解的定位精度要優(yōu)于規(guī)則布站。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]海洋聲速起伏對聲傳播及定位精度影響分析[J]. 張志偉,孫翱,張旭.  海洋技術(shù)學(xué)報. 2019(03)
[2]高速運動目標(biāo)深海落點測量精度仿真分析[J]. 張志偉,孫翱,張旭,辛健.  指揮控制與仿真. 2019(06)
[3]深海聲傳播信道和目標(biāo)被動定位研究現(xiàn)狀[J]. 楊坤德,李輝,段睿.  中國科學(xué)院院刊. 2019(03)
[4]利用模擬退火算法反演多波束測量聲速剖面[J]. 張志偉,暴景陽,肖付民,辛鍵.  武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2018(08)
[5]基于l0范數(shù)的匹配場源定位方法[J]. 王彪,蔣亞立,戴躍偉.  南京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)). 2017(04)
[6]基于GDOP的多基地雷達布站優(yōu)化研究[J]. 牛超,張永順.  現(xiàn)代防御技術(shù). 2013(03)
[7]Practical constrained least-square algorithm for moving source location using TDOA and FDOA measurements[J]. Huagang Yu 1,2,* , Gaoming Huang 1 , Jun Gao 1 , and Bo Yan 1 1. College of Electronic Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, P. R. China; 2. Marine Communication Technology Institute, Beijing 100841, P. R. China.  Journal of Systems Engineering and Electronics. 2012(04)
[8]靶場測控多傳感器的布站優(yōu)化綜述[J]. 郭偉鋒,姜震,張政超.  艦船電子工程. 2011(04)
[9]多站時差無源定位探測器位置優(yōu)化[J]. 顧曉婕,王新民,李文超.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2011(01)

博士論文
[1]運動觀測站測時無源定位新方法研究[D]. 劉洋.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016

碩士論文
[1]水下目標(biāo)被動定位系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 焦小濤.西安工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3334791