導(dǎo)彈武器是我國的重要威懾力量,部分導(dǎo)彈采用井下發(fā)射的方式,指揮中心實(shí)時(shí)獲得發(fā)射井內(nèi)人員和物品位置情況對指揮決策、搶險(xiǎn)救援具有重要意義。目前使用的定位方式主要為衛(wèi)星定位,但是由于發(fā)射井處于地下,井內(nèi)環(huán)境復(fù)雜,衛(wèi)星定位系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)射井內(nèi)會(huì)出現(xiàn)定位不準(zhǔn)確、搜星失敗等現(xiàn)象。基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)可以使用在類似于發(fā)射井的室內(nèi)環(huán)境,但是在以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的定位應(yīng)用中,需要采集和處理大量的數(shù)據(jù),且需要觀測的數(shù)據(jù)受環(huán)境影響較大導(dǎo)致實(shí)際的定位系統(tǒng)功耗大、精度不高、續(xù)航能力弱、實(shí)時(shí)性不好等問題。本文圍繞導(dǎo)彈發(fā)射井這一具體環(huán)境,在深入研究國內(nèi)外無線網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的基礎(chǔ)上,針對現(xiàn)有室內(nèi)定位算法和定位系統(tǒng)存在的問題,以壓縮感知為基礎(chǔ)完成一套各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到導(dǎo)彈發(fā)射井定位要求的定位系統(tǒng),主要工作如下:1.對目前國內(nèi)外無線網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)、定位方法、壓縮感知理論進(jìn)行了全面介紹和深入研究,分析了無線網(wǎng)絡(luò)定位存在的問題,提出了改進(jìn)方向。2.實(shí)現(xiàn)了一種定位算法,該算法充分利用稀疏先驗(yàn)來減小定位過程的運(yùn)算量,將網(wǎng)格的多目標(biāo)定位問題轉(zhuǎn)化為壓縮感知重構(gòu)問題,大大減少了數(shù)據(jù)采集量和無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信量并將主要計(jì)算量轉(zhuǎn)移到計(jì)算... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１?Ｚｉｇｂｅｅ協(xié)議棧??Ｆｉｇ．２－１?Ｚｉｇｂｅｅ?Ｐｒｏｔｏｃｏｌ?ｓｔａｃｋ??

觀測矩陣性??能的好壞對原始信號的重構(gòu)起著至關(guān)重要的作用。??在設(shè)計(jì)觀測矩陣時(shí)，構(gòu)造的觀測矩陣應(yīng)該在采樣盡可能少的觀測值的條件??下，保證能從這些少量的觀測值中準(zhǔn)確恢復(fù)出原始信號。觀測過程是計(jì)算原始??信號Ｘ在觀測矩陣Ｏ的Ｍ個(gè)行向量Ｍ上的投影＝＜?＞?（／?＝?１，２，…，Ｍ）??的過程。將這Ｍ個(gè)觀測值ｙ，組＾起來構(gòu)成一個(gè)Ｍｘｌ的觀測向量??ｙ?＝?并且代入公式（２－１），得到如下公式：??Ｙ?＝?ＯＡ＂?＝?＝?ＱＳ?（２－３）??式（２－３）中？＝ＯＰ是ＭｘＴＶ維矩陣。圖２－３大致概括了整個(gè)稀疏化過程和??觀測過程。圖中ａ、ｂ分別表示完整的和用０表示的稀疏化過程和觀測過程。ｂ??中用黑框標(biāo)注的位置對應(yīng)稀疏度為４的Ｓ中非零元素的位置。??ｙ?中?屮?ｓ?ｙ?０?ｓ??十獨(dú)＿胃卜！肺??（ａ）?ｘ?．?（ｂ）??圖２－３壓縮感知的稀疏化和觀測過程??Ｆｉｇ．２－３?Ｓｐａｒｓｅ?ｏｆ?ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ?ｓｅｎｓｉｎｇ?ａｎｄ?ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??從式（２－３）可以看出原始信號Ｘ的重構(gòu)過程是解線性代數(shù)問題，但是由于??未知數(shù)數(shù)目大于方程數(shù)目（Ｍ＜Ａ〇，所以式（２－３）是欠定的，難以求得唯一??的解，但是壓縮感知理論為上述方程的求解提供了可能性。由上圖可以看出，??在壓縮感知中，觀測向量７是？中尤（尤為系數(shù)向量Ｓ的稀疏度）個(gè)列向量的??－１６－??

?哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文???第３章基于壓縮感知的導(dǎo)彈發(fā)射井定位算法研究??根據(jù)前兩章的分析可知，由于室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，存在多徑效應(yīng)、陰影衰落、??干擾的影響，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)與ＲＳＳ值并不是一一映射的關(guān)系。由于信號傳播模型是??一個(gè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停詡鹘y(tǒng)的使用信號傳播模型計(jì)算參考節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)間的距??離從而求解目標(biāo)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的定位方法往往會(huì)造成較大的誤差。基于指紋匹配的??定位方法能更準(zhǔn)確的反映ＲＳＳ值與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的關(guān)系，應(yīng)用到室內(nèi)定位系統(tǒng)??中能提高定位精度。本章提出的利用壓縮感知原理進(jìn)行定位的方法使用了指紋??匹配的方法，結(jié)合壓縮感知理論，將無線傳感器定位問題轉(zhuǎn)換為系數(shù)信號的重??構(gòu)問題。??３．１定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理??３．１．１定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)??導(dǎo)彈發(fā)射井是一種地下設(shè)施，由設(shè)備室與井筒連接構(gòu)成整體。設(shè)備室一般??分為兩層，井筒則根據(jù)導(dǎo)彈型號分為６到１０層不等。在發(fā)射井內(nèi)定位時(shí)，只需??要確定人員或物品在哪一層的哪一個(gè)位置，所以空間定位問題轉(zhuǎn)換為發(fā)射井內(nèi)??每一層的二維平面的定位問題。圖３－１為導(dǎo)彈發(fā)射井示意圖。??麵Ｉ??圖３－１導(dǎo)彈發(fā)射井??Ｆｉｇ．３－１?Ｍｉｓｓｉｌｅ?Ｓｉｌｏ??－２３－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障管理架構(gòu)設(shè)計(jì)方法概述[J]. 彭宇,宋佳,彭喜元.  電子測量與儀器學(xué)報(bào). 2009(11)
[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的自身定位系統(tǒng)和算法[J]. 王福豹,史龍,任豐原.  軟件學(xué)報(bào). 2005(05)

碩士論文
[1]基于RFID的室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)[D]. 李俊.電子科技大學(xué) 2009



本文編號：3522404