基于TDOA与GROA的多目标联合定位技术研究

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1、西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：三丝兰日期幺塑：!：!三关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，

2、即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密，在一年解密后适用本授权书。本人签名：21筮导师签名：拙Vr"l主-趱日期竺堡：!』三日期a垒!k：歪：【§．摘要基于传感器网络的信号源无源被动定位技术作为信号处理的重要研究内容，已在电磁频谱监

3、测、雷达、声纳、麦克风阵列、传感器网络、无线通信等领域得到广泛应用。基于传感器网络的无线定位技术不仅为用户提供位置信息服务、紧急救助和物品跟踪功能，在保障国家安全和打击犯罪方面也发挥了有效的作用。本文拟探索一种在定位节点位置存在误差情况下，基于传感器网络的多个无线电信号源联合定位的新方法，拟结合被定位目标的时域TDOA信息与能域GROA信息进行综合定位以提高定位精度，为上述传感器网络定位技术应用提供更加准确的定位结果和可靠性。本文首先介绍了无线定位技术在各领域中的应用，并对传感器网络系统以及各种常用的定位技术进行了讨

4、论。在此基础上，在对信号源高精度无源被动定位技术迫切需求的背景下，针对感知节点位置模糊条件下多目标综合定位问题，本文在感知节点位置信息存在模糊条件下将信号到达增益比(GROA)引入到仅采用信号到达时间差(TDOA)定位算法中，对定位精度提升量进行研究，提出了基于TDOA与GROA相联合的多目标定位代数闭式解算法，该算法联合估计未知信号源位置与带误差感知节点位置以充分利用TDOA与GROA钡t]量误差中包含相同感知节点位置误差的优势，并将信号源虚拟位置概念引入到算法推导中消除信号源位置与感知节点位置之间的相互限制关系，

5、以得到用来求解代数闭式解的伪线性方程组，算法推导过程以两个不相关信号源为例展开，所得到代数闭式解算法实现了定位精度对感知节点位置模糊性的免疫，此外，本文并推导得到了采用TDOA与GROA在感知节点位置错误情况下对多目标联合定位的克拉美罗下界(CI也B)。仿真结果与分析表明，所提算法能够克服感知节点位置较小模糊便会引入较大定位误差的缺陷，在被定位信号带宽大于8．5KHz、信噪比大于．4dB条件下，无论针对远场源、近场源还是内场源，定位最小均方误差对比仅采用TDOA信息的定位算法至少达至iJlodB性能提升效果，对比仅采

6、用TDOA定位方法可以更好的接近CRLB，且该算法易于系统实现，在野外救援、战场频谱监测等具有广泛的应用前景。关键词：传感器网络到达时间差到达增益比多目标定位感知节点位置误差定位节点位置错误条件下基于TDOA与GROA的多目标联合定位技术研究AbstractPassivesourcelocalizationISafundamentalproblemthathasfoundnumerousapplicationsinelectromagneticspectrummonitoring，wirelesscommunicat

7、ions，sensornetworks，microphonearraysandmanyothers．Thelocalizationtechnologybasedsensornetworkshasnotonlyprovidedapositionalinformationservice，urgentrescueandgoodstracingfunctionforthecustomers，ithasalsoplayedaveryeffectiveroleinnationalsecurityandcrimepreventio

8、n．Thisthesisperformsafundamentalinvestigationofwhetherthegainratiosofarrival(GROAs)Canbeutilizedinconjunction、析mthetimedifferencesofarrival(TDOAs)toimprovethemultiplesources