感測器網路信號穩健被動定位關鍵技術研究

《感測器網路信號穩健被動定位關鍵技術研究》是依託西安電子科技大學，由郝本建擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：感測器網路信號穩健被動定位關鍵技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：郝本建
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

本課題從陰影慢衰落效應與同頻混疊干擾等複雜電磁環境感測器網路高可靠多目標聯合被動定位的迫切需求出發，以前期典型城市環境下室外試驗驗證系統被動定位測試數據為基礎，構建可真實模擬實際信道複雜特性的感測器網路定位模型；在“定位信息關聯過程”，進行陰影慢衰落效應下信號到達距離比RROA定位關聯矩陣估計方法、同頻混疊干擾情況下信號到達距離差TDOA定位關聯矩陣估計方法等關鍵技術研究；在“關聯矩陣融合定位過程”，進行基於TDOA與RROA的多目標被動定位與感測器陣列節點位置誤差聯合校準算法、基於TDOA與RROA的多目標被動定位代數閉式解偏差消除算法等關鍵技術研究。擬在現有400米感測器網路陣列，當節點接收平均信噪比大於5dB、信乾比大於5dB、感測器節點位置誤差方差大於100平米時，平均被動定位均方誤差小於10米，定位偏差小於6米，節點位置誤差方差校準到小於16平米。

結題摘要

隨著信息技術、通信技術和無線電業務的迅速發展，基於無線感測器網路的信號被動定位技術已成為國內外專家學者重要研究方向。本課研究內容以複雜電磁環境下感測器網路被動定位場景模型構建為基礎，針對“定位信息關聯過程”與“矩陣融合定位過程”所涉及關鍵技術進行了相關理論研究與技術突破。首先，針對信號被動定位的先決條件，首先在複雜電磁頻譜環境下實現了功率譜密度較低的微弱信號感知檢測，即判斷了被定位微弱信號的有無；其次，在陰影慢衰落效應與同頻混疊干擾等複雜電磁環境下，以前期典型城市等複雜電磁環境下室外試驗驗證系統被動定位測試數據為基礎，構建了可真實模擬實際信道複雜特性的無線傳輸模型；然後，在“定位信息關聯過程”，完成了陰影慢衰落效應複雜條件下信號到達距離比RROA定位關聯矩陣估計方法、同頻混疊干擾情況下信號到達距離差TDOA定位關聯矩陣估計方法等關鍵技術研究；在“關聯矩陣融合定位過程”，完成了基於TDOA或TDOA與AOA結合的信號源被動定位節點優選方法研究，同時完成了基於TDOA與RROA的多目標被動定位與感測器陣列節點位置誤差聯合校準算法、基於TDOA與RROA的多目標被動定位代數閉式解偏差消除算法、基於TDOA與AOA的多目標被動定位代數閉式解偏差消除算法等關鍵技術研究；最後，以電子偵察套用中的敵方雷達對抗定位為套用需求，研究了一種基於單架小型飛行器的敵方雷達信號參數估計與精確被動定位新算法，是一種全新的定位體制，仿真證明具有良好的定位精度。從研究成果看，本課題參研人員共在 SCI、 EI、 ISTP 檢索源及國內外重要期刊、會議上發表相關學術論文 14 篇，申請國家發明專利 4 項，其中獲得授權1項；組織出國參加國際重要學術會議和交流活動3 人次；培養博士研究生 1 名，碩士研究生 6名。順利完成課題計畫書所有要求任務。