基于TDOA与GROA的信号源被动定位偏差消除技术-论文.pdf

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1、第3期电子学报Vo1．42No．32014年3月ACTAELECIR0NICASINICAM．2014基于TDOA与GROA的信号源被动定位偏差消除技术郝本建，李赞，万鹏武，司江勃，齐佩汉，关磊(西安电子科技大学ISN国家重点实验室，陕西西安710071)摘要：本文针对Ho提出的基于TDOA(TimeDiferenceofArriva1)与GROA(GmnRatioofArriva1)信号源定位的代数闭式解，提出两种偏差消减方法．首先对其闭式解偏差进行了推导，然后给出BiasRed法与BiasSub法两种偏差消减算法，BiasSu

2、b法从Ho给出的解中直接减去期望偏差，BiasRed法通过分析误差表达方程并引入二次约束来提升定位估计精度；分析表明两种方法均可针对远距离信号源，在较小高斯误差情况下有效消减定位偏差，BiasRed法可将偏差降低到最大似然估计算法的水平；计算机仿真分析验证了所提算法的性能．关键词：信号源定位；到达时间差；到达增益比；偏差消减中图分类号：TN911．23文献标识码：A文章编号：o372．2112(2014)03．0477．08电子学报URL：http：／／www．ejourna1．org．caI)OI：10．3969／j．issn．

3、0372．2112．2014．03．009BiasReductionforPassiveSourceLocalizationBasedonTDOAandGROAHAOBen—jian，LIZan，WANPeng—WU，SIJiang-bo，QIPei—han，GUANLei(StateKeylaboratoryofIntegratedServicesNetworks，XidianUni~mity，Xian，Shaanxi710071，China)Abstract：Weproposedtwomethodstoreducethebia

4、softhewell-knownalge~alcclosed-formsolutionforsourcelocaliza—fionproposedbyHousingbothTDOA(TimeDifferenceofArriva1)andGROA(GainRatioofArriva1)．Thepaperstartsbyderiv—ingthebiasofthesourcelocationestimatefromHoSsolution．Twomethods，calledBiasSubandBiasRed，aledevelopedtor

5、educethebias．11leBiasSubmethoddirectlysubtractstheexpectedbiasfromthesolutionofHo．nleBiasRedmethodaugmentstheequa—donelTo~formulationandimposesaconstrainttoimprovetheSOUl'Celocationestimate．Analysisshowsthatbothmethodsreducethebiasconsiderablyfordistantsourcewhentheno

6、iseisGaussianandsmal1．11leBiasRedmethodisabletolowerthebiastothesaEflelevelasthemaxilnulnlikelihoodestimator．Simulationscorroboratetheperformanceoftheproposedmethods．Keywords：sourcelocalization；timediferenceofarrival(11)CIA)；gainratioofarrival(GR0A)；biasreduction信号源定位

7、法复杂度较低但难度较大，难度主要来1引言自定位参数与未知量之间的高非线性关系，解决非线性信号源定位是雷达、声纳、传感网以及无线通信等的一种方法是在定位过程中采用迭代¨8J，另外一种解决很多应用领域的重要研究问题l1J．基于传感器阵列的非线性的方法是采用代数闭式解，代数闭式解更有吸引信号源定位技术，采用空间分布的传感器节点来测量信力是因为它不是迭代算法，因此避免了局部收敛的问号源发射信号的直射或反射信号来定位，通过信号测量题_9_．测量信息给出了明确的约束最小二乘解，当测量来捕获定位参数信息如到达时间(TOA)或到达时间差误差为统计

8、独立分布时最小二乘最小化可得到较好的(TDOA)，然后通过这些信息推导出信号源位置，本文在定位结果，但当误差相关时定位性能恶化；针对误差相此考虑间接法中基于TDOA与到达增益比(GROA)的联关的情况，文献[1]通过非线性转换给出了闭式解，在高合定