目標(biāo)位置的獲取方法在軍用、民用兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都有十分重要的研究意義�；趨�(shù)測(cè)量的目標(biāo)定位算法在過去的幾十年中已經(jīng)有了大量的研究,取得了相當(dāng)豐富的研究成果。其中,目標(biāo)位置估計(jì)的閉式解算法由于其計(jì)算簡(jiǎn)單、估計(jì)性能優(yōu)異,且能滿足多種設(shè)備和應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)實(shí)時(shí)性和精度的要求,因而備受關(guān)注。傳統(tǒng)的定位算法都基于笛卡爾坐標(biāo)系,在研究中均假設(shè)傳感器和目標(biāo)位置的幾何分布是無病態(tài)的,且目標(biāo)位于近場(chǎng)或遠(yuǎn)場(chǎng)的先驗(yàn)知識(shí)已知。隨著研究的深入,越來越多的學(xué)者注意到,諸多經(jīng)典定位算法無法應(yīng)對(duì)一些特殊的傳感器-目標(biāo)位置幾何情況,而在這些情況下,經(jīng)典的基于笛卡爾坐標(biāo)系的定位算法都會(huì)不同程度地遇到矩陣病態(tài)問題。其中兩種特殊的情況,分別出現(xiàn)在單站定位和目標(biāo)距離先驗(yàn)知識(shí)未知的定位場(chǎng)景中。在單站定位問題中,由于定位系統(tǒng)基線受限,測(cè)量方程的矩陣很容易病態(tài)。解決該問題應(yīng)從兩個(gè)方面入手:一方面研究新的算法抑制矩陣病態(tài)對(duì)算法性能的影響;另一方面需要設(shè)法提高系統(tǒng)的基線長(zhǎng)度。另一個(gè)問題是距離門限效應(yīng),即當(dāng)目標(biāo)到傳感器的距離超過一定的范圍時(shí),傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)目標(biāo)的定位性能將急劇下降。最新的研究提出了修正極坐標(biāo)表示（MPR）以統(tǒng)一近場(chǎng)定位和遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)向問題... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：206 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
縮略詞表
主要符號(hào)表
第一章 緒論
    1.1 國(guó)內(nèi)外研究狀況
        1.1.1 目標(biāo)定位研究發(fā)展?fàn)顩r
            1.1.1.1 間接定位
            1.1.1.2 直接定位
        1.1.2 經(jīng)典定位方法中的問題概述
            1.1.2.1 矩陣病態(tài)問題
            1.1.2.2 近場(chǎng)遠(yuǎn)場(chǎng)問題
    1.2 本文主要工作以及章節(jié)安排
    1.3 本文使用的符號(hào)
第二章 典型定位方法中的矩陣病態(tài)問題分析
    2.1 引言
    2.2 經(jīng)典TDOA定位方法中的病態(tài)問題
        2.2.1 大等徑條件下的TDOA定位病態(tài)問題
        2.2.2 遠(yuǎn)場(chǎng)目標(biāo)TDOA定位的病態(tài)問題
    2.3 笛卡爾坐標(biāo)系中的距離門限效應(yīng)分析
        2.3.1 笛卡爾坐標(biāo)系中的TDOA定位HBBB推導(dǎo)
        2.3.2 笛卡爾坐標(biāo)系中的AOA和AOA-TDOA定位HBBB推導(dǎo)
    2.4 HBBB仿真實(shí)驗(yàn)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于矩陣病態(tài)抑制的單站運(yùn)動(dòng)目標(biāo)定位
    3.1 引言
    3.2 基于矩陣病態(tài)抑制的單站運(yùn)動(dòng)目標(biāo)測(cè)量模型
    3.3 基于矩陣病態(tài)抑制的單站AOA-Doppler定位方法
        3.3.1 基于加權(quán)總體最小二乘的目標(biāo)位置-速度聯(lián)合估計(jì)
        3.3.2 基于廣義特征分解的偏差抑制
        3.3.3 基于高斯-牛頓迭代算法的最大似然估計(jì)
    3.4 基于AOA和Doppler頻率的單站運(yùn)動(dòng)目標(biāo)定位CRLB
    3.5 基于矩陣病態(tài)抑制的單站運(yùn)動(dòng)目標(biāo)定位理論性能分析
        3.5.1 BR算法的理論性能分析
        3.5.2 MLE算法的理論性能分析
    3.6 勻加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)單站定位方法
    3.7 仿真實(shí)驗(yàn)
        3.7.1 勻速直線運(yùn)動(dòng)目標(biāo)
        3.7.2 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度非平穩(wěn)
        3.7.3 勻加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)
        3.7.4 計(jì)算復(fù)雜度
    3.8 本章小結(jié)
第四章 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的TDOA位置估計(jì)
    4.1 引言
    4.2 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的TDOA測(cè)量模型
    4.3 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的TDOA定位方法
        4.3.1 SUM方法
            4.3.1.1 第一次代價(jià)函數(shù)最小化
            4.3.1.2 第二次代價(jià)函數(shù)最小化
        4.3.2 GTRS方法
    4.4 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的TDOA定位CRLB
    4.5 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的TDOA定位理論性能分析
        4.5.1 SUM方法的方差和偏差分析
            4.5.1.1 SUM方法的方差分析
            4.5.1.2 SUM方法的偏差分析
        4.5.2 GTRS方法的方差和偏差分析
            4.5.2.1 GTRS方法的方差分析
            4.5.2.2 GTRS方法的偏差分析
        4.5.3 兩種方法性能與CRLB的比較
            4.5.3.1 SUM方法性能與CRLB的比較
            4.5.3.2 GTRS方法性能與CRLB的比較
    4.6 仿真實(shí)驗(yàn)
        4.6.1 到達(dá)角度估計(jì)
        4.6.2 目標(biāo)位置估計(jì)
        4.6.3 估計(jì)性能隨波達(dá)方向角度的變化
    4.7 本章小結(jié)
第五章 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的改進(jìn)TDOA位置估計(jì)
    5.1 引言
    5.2 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的TDOA定位改進(jìn)方法
        5.2.1 目標(biāo)位置的粗估計(jì)
        5.2.2 偏差修正
            5.2.2.1 直接偏差修正
            5.2.2.2 約束偏差修正
    5.3 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的TDOA定位CRLB
    5.4 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的TDOA定位改進(jìn)算法性能分析
        5.4.1 DDR方法的方差分析
        5.4.2 CDR方法的方差分析
        5.4.3 兩種方法性能與CRLB的比較
            5.4.3.1 DDR方法性能與CRLB的比較
            5.4.3.2 CDR方法性能與CRLB的比較
    5.5 仿真實(shí)驗(yàn)
        5.5.1 最小傳感器網(wǎng)絡(luò)下的性能
        5.5.2 常規(guī)傳感器網(wǎng)絡(luò)下的性能
        5.5.3 算法處理時(shí)間評(píng)估
    5.6 本章小結(jié)
第六章 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的TDOA定位傳感器誤差校正方法
    6.1 引言
    6.2 傳感器存在位置誤差的MPR坐標(biāo)TDOA測(cè)量模型
    6.3 傳感器存在位置誤差的MPR坐標(biāo)TDOA定位算法
        6.3.1 基于傳感器位置等效誤差的加權(quán)誤差補(bǔ)償
        6.3.2 基于傳感器位置誤差關(guān)系的非約束逐次校正
    6.4 傳感器存在位置誤差的MPR坐標(biāo)TDOA定位CRLB
    6.5 傳感器存在位置誤差的MPR坐標(biāo)TDOA定位理論性能分析
        6.5.1 WEC方法的理論方差分析
        6.5.2 USC方法的理論方差分析
    6.6 仿真實(shí)驗(yàn)
    6.7 本章小結(jié)
第七章 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的AOA/AOA-TDOA位置估計(jì)
    7.1 引言
    7.2 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的AOA位置估計(jì)
        7.2.1 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的AOA測(cè)量模型
        7.2.2 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的AOA定位方法
        7.2.3 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的AOA定位CRLB
        7.2.4 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的AOA定位理論性能分析
    7.3 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的AOA-TDOA位置估計(jì)
        7.3.1 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的AOA-TDOA混合測(cè)量模型
        7.3.2 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的AOA-TDOA混合定位方法
            7.3.2.1 SUM方法
            7.3.2.2 GTRS方法
        7.3.3 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的AOA-TDOA混合定位CRLB
        7.3.4 基于近遠(yuǎn)場(chǎng)統(tǒng)一模型的AOA-TDOA混合定位理論性能分析
    7.4 仿真實(shí)驗(yàn)
        7.4.1 AOA定位仿真實(shí)驗(yàn)
        7.4.2 AOA-TDOA定位仿真實(shí)驗(yàn)
    7.5 本章小結(jié)
第八章 全文總結(jié)與展望
    8.1 全文總結(jié)
    8.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A 第三章部分推導(dǎo)及證明
    A.1 式 (3-41) 矩陣的表達(dá)式
    A.2 BR方法的理論方差與CRLB的比較證明
    A.3 基于信號(hào)模型 (3-8) 估計(jì)AOA和多普勒頻率的CRLB
附錄B 第四章部分推導(dǎo)及證明
    B.1 矩陣S的另一種表達(dá)式推導(dǎo)
    B.2 小噪聲條件下SUM方法理論方差等于CRLB的證明
    B.3 無約束CRLB等于無約束理論方差的證明
附錄C 第五章部分推導(dǎo)及證明
    C.1 約束CRLB
    C.2 矩陣 (5-74) 的另一種表達(dá)式
    C.3 式 (5-82) 與 (5-74) 的等價(jià)性證明
附錄D 第六章部分證明
    D.1 傳感器位置誤差情況下的兩種CRLB等價(jià)性證明
    D.2 WEC方法理論方差與CRLB的比較證明
    D.3 USC方法理論方差與CRLB比較證明
附錄E 第七章部分證明
    E.1 AOA定位CLRB的另一種表達(dá)式
    E.2 AOA定位CES方法理論方差與CRLB的比較證明
    E.3 AOA-TDOA定位閉式解方法的理論方差與CRLB的比較證明
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]觀測(cè)站有位置誤差的多維標(biāo)度時(shí)頻差定位算法[J]. 曹景敏,萬群,歐陽鑫信,鄒延賓,Hesham Ibrahim Ahmed.  信號(hào)處理. 2017(01)
[2]非均勻噪聲下的多陣列頻域數(shù)據(jù)直接定位算法[J]. 黃志英,吳江,尹鵬.  信號(hào)處理. 2016(01)
[3]一種針對(duì)恒模信號(hào)的運(yùn)動(dòng)單站直接定位算法[J]. 王鼎,張剛,沈彩耀,張杰.  航空學(xué)報(bào). 2016(05)
[4]觀測(cè)站存在位置誤差條件下基于MDS的多站時(shí)差定位算法[J]. 吳魏,于宏毅,張莉.  信號(hào)處理. 2015(07)
[5]聯(lián)合時(shí)延與多普勒頻率的直接定位改進(jìn)算法[J]. 王云龍,吳瑛.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[6]北斗系統(tǒng)高軌衛(wèi)星高精度定位模型病態(tài)性分析及改進(jìn)方法[J]. 王勝利,王慶,聶文鋒,潘樹國(guó).  導(dǎo)航定位學(xué)報(bào). 2013(03)
[7]運(yùn)動(dòng)單站干涉儀相位差直接定位方法[J]. 張敏,郭福成,周一宇,姚山峰.  航空學(xué)報(bào). 2013(09)
[8]基于單個(gè)長(zhǎng)基線干涉儀的運(yùn)動(dòng)單站直接定位[J]. 張敏,郭福成,周一宇.  航空學(xué)報(bào). 2013(02)
[9]Source localization with minimum variance distortionless response for spherical microphone arrays[J]. 黃青華,鐘強(qiáng),莊啟雷.  Journal of Shanghai University（English Edition）. 2011(01)

博士論文
[1]基于陣列信號(hào)的目標(biāo)直接定位方法研究[D]. 尹潔昕.戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué) 2018
[2]多維標(biāo)度無源定位方法研究[D]. 曹景敏.電子科技大學(xué) 2017
[3]時(shí)差測(cè)量與無源定位算法研究[D]. 鐘森.電子科技大學(xué) 2015
[4]基于時(shí)差頻差的多站無源定位與跟蹤算法研究[D]. 朱國(guó)輝.西安電子科技大學(xué) 2015
[5]GNSS動(dòng)態(tài)相對(duì)定位算法研究[D]. 李俊毅.解放軍信息工程大學(xué) 2013
[6]參數(shù)化多維標(biāo)度定位方法研究[D]. 秦爽.電子科技大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于陣列數(shù)據(jù)域的直接定位技術(shù)研究[D]. 任衍青.戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué) 2018
[2]GPS/BDS聯(lián)合定位中病態(tài)性診斷及改正方法研究[D]. 朱紫彤.山東理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3333857