基于自适应Levy飞行改进的TDOA三维定位算法

针对已有的算法在基于到达时间差(time difference of arrival, TDOA)测量方案中存在的搜索能力不均衡，导致三维定位区域局部存在定位精度低甚至求解失败的问题，提出了一种基于改进探路者优化算法(pathfinder algorithm, PFA)的TDOA定位算法，通过将自适应Levy飞行和改进后的PFA算法进行融合，增强了个体对定位区域复杂环境的适应性，解决算法早熟、易陷入局部最优等问题，提升了算法综合性能.通过仿真和实验，结果表明：与Taylor算法、LM算法相比，本文提出的算法(Levy-pathfinder algorithm, LPFA)可以提高定位精度；与PSO算法、PFA算法相比，LPFA算法可以在提高运算速度的同时得到更准确的定位结果.     

基于电磁辐射到达时差的电弧故障定位及精度

为了实现利用电磁辐射信号进行配网电弧故障定位,提出了一种基于到达时差(time difference of arrival, TDOA)方法的Chan-LM协同定位算法。该算法采用Chan算法快速获得的初始点,再经过LM(Levenberg-Marquart)算法迭代修正定位结果。仿真分析了TDOA定位算法、电磁辐射传感器配置对定位精度的影响,结果表明Chan-LM协同算法比Chan算法的定位误差减小40%,参考主站位于中心位置的Y形布站方式,传感器所在海拔高度相同时的监测区域整体定位准确度较高。利用实测电弧电磁辐射波形验证了Chan-LM协同算法能够有效改善定位精度,为基于电磁辐射TDOA的电弧定位策略应用提供参考依据。     

基于信号到达时间的UWB定位算法

首先分析讨论了两种基于信号到达时间的超宽带定位方法--最小二乘法和DFP算法,最小二乘定位方法计算简单,但在存在测距误差的情况下定位精度较低;DFP算法的定位结果通常与初值有关,还易陷入局部最优点.因此,作者提出了基于遗传算法的UWB(超宽带)定位方法,通过与前两种算法进行仿真分析和比较,表明该方法能有效提高定位精度.     

一种在NLOS环境下提高精度的TDOA定位方法

根据NLOS传播环境下附加传播时延和均方根时延扩展的统计特性,对NLOS误差的均值和方差进行了估计,并对TDOA(到达时间差)的测量值和方差进行了修正,在一定程度上消除了NLOS误差的影响。采用Chan算法对移动台(MS)位置进行定位。仿真结果表明,该方法能够提高Chan算法在NLOS传播环境下的定位精度。     

一种基于TOA的三维推广无线定位算法

鉴于二维坐标下无线定位算法的结果与现实环境有一定的差距,提出了一种在三维空间条件下基于到达时间(TOA)的Chan推广算法。深入比较和分析了影响该算法定位精度的因素,总结了该算法适用的定位条件和定位环境。在不同定位基站数目、待定位移动台的位置和参与定位基站布局等条件下,对该算法进行了大量的模拟仿真,结果表明利用该算法定位结果比较准确,算法有效可行。     

基于数据融合技术的TDOA移动台定位方法

提出了一种移动网络条件下新的定位方法.该方法基于数据融合技术,对传统Chan算法的定位估计结果进行多层信息融合,使得仅利用多组到达时间差(TDOA)测量数据即可有效地提高移动定位的精度.方法简单实用,特别是在非视线路径(NLOS)干扰条件下,不仅定位精度高,而且显著地降低了定位失败的概率.计算机仿真结果表明,该方法对多种环境都是有效的.     

基于APIT和TSE算法的混合定位方法

讨论了距离无关的近似三角形内点测试(APIT)算法和基于信号到达时间差(TDOA)的泰勒级数展开算法(TSE)的优缺点,并在此基础上提出了利用两者进行混合定位.仿真的结果表明该混合定位方法能有效提高定位精度.     

基于TDOA的高精度无线定位算法分析与实现

文章根据移动应用需求,推导三维空间最小二乘(least square, LS)算法、Taylor级数展开法和查恩(Chan)算法3种经典到达时间差(time difference of arrival,TDOA)算法求解过程,通过仿真模拟分析3种算法的不同特点,确定移动定位场景下的最佳算法。为了进一步提高定位精度,采用Kalman滤波中递推估计思想,减小噪声干扰产生的误差,提升到达时间(time of arrival,TOA)测距精度,进而获得三维空间中性能优良的TDOA算法。测试试验表明,改进后的Chan算法有效且性能优良,定位误差最大为10～30 cm。     

一种改进的减小NLOS影响的定位算法

根据蜂窝网络中非视距(NLOS)传播时延服从指数分布的统计特性,在视距重构/平滑算法的基础上,提出了一种改进的减小NLOS影响的定位方法.该方法首先根据NLOS传播时延的统计特性,估计NLOS传播时延的均值和方差;然后对到达时间差(TDOA)测量值进行修正,进而估计移动台(MS)位置;最后对不同时刻估计的移动台位置进行加权处理,进一步减小NLOS的影响.仿真结果证明该方法能够有效提高定位算法的定位精度.     

一种基于TDOA/AOA的混合三维定位算法

基于Chan算法,提出了一种改进的到达时间差(TDOA)和到达角(AOA)混合三维定位算法。该算法的主要思想是将Chan算法推广到三维空间,并在TDOA误差方程组里附加AOA误差方程来构建三维形式的非线性方程组。为了有效地克服Chan算法的二值根模糊性问题,先使用加权最小二乘法(WLS)获取初始解或者估计;接着根据初始解分量之间的相关性,并基于约束加权最小二乘(CWLS)算法,重新建立方程以对初始估计进行修正。通过计算拉格朗日因子,获取最终位置估计。仿真结果表明,与直接将Chan算法推广到三维相比,该算法具有较高的定位精度,其均方误差逼近克拉美-罗界(CRLB)。     

基于到达时间差和频率差信息的机载无源定位方法

提出了一种利用到达频率差和到达时间差信息的机载无源定位方法,分析了定位算法在单次测量定位时的精度和可观测性,计算机仿真结果验证了该方法的正确性和有效性.     

基于TDOA和DOA测量的单站无源定位方法

空中运动目标无源定位和跟踪技术在航空、制导等领域应用广泛.探讨了一种基于辐射源的信号到达时间差（TDOA）和信号到达方向（DOA）信息,利用固定单站对机动目标进行无源定位与跟踪的新方法.在建立目标机动模型与测量方程的基础上,运用修正增益扩展卡尔曼滤波（MGEKF）算法,实现对机动目标进行定位与跟踪,讨论了其定位原理与算法,计算机仿真验证了该方法的正确性与有效性.     

基于改进自适应乌鸦搜索算法的无源定位

为解决利用时差(time difference of arrival,TDOA)信息无源定位计算困难的问题,引入乌鸦搜索算法(crow search algorith,CSA),针对该算法易陷入局部极值,提出一种改进自适应乌鸦搜索算法(adaptive crow search algo-rithm,ACSA).综合考虑随进化代数增加种群的整体变化,平衡算法迭代过程中的全局搜索能力与局部寻优能力,设计一种自适应感知概率模型,使算法在初期保留较多优良个体,保证种群多样性,避免局部最优,在后期快速收敛.理论和仿真结果表明,改进算法精度优于Taylor算法及其他同类型算法,收敛速度也有显著提高,同时算法还具有高精度、鲁棒性等优点.     

基于优化动态门限的TOA估计算法

针对脉冲超宽带(IR-UWB)无线传感器网络提出一种新的基于优化动态门限的到达时间估计算法.首先运用能量检测算法检测出直达单径(DP)所在能量块;然后根据峭度、平均附加时延和均方根时延扩展的联合,提取出最优门限值并拟合出动态门限公式,进而估计出DP所在位置;最后以此计算出TOA值.此算法具有复杂度低、精度高的特点.通过仿真对比,验证了算法的优越性.     

飞机结构强度试验中声源定位技术的研究与验证

针对飞机结构强度试验中飞机结构损伤位置定位困难这一问题,采用基于时差(time difference of arrival,TDOA)的定位方法,比较了最小二乘法和最优化方法的定位精度;并对影响定位精度的因素进行了分析讨论。然后采用十六元八边形声阵列建立了定位系统,在试验现场对机翼盒段的敲击声进行定位。结果表明声阵列能够消除混响及低频噪声的影响,具有良好的定位精度,适用于飞机结构强度试验。     

基于TOA算法的民航多基一次监视雷达几何精度因子分析

对多基一次监视雷达几何精度因子进行了研究。根据民航航路和终端区域的监视需求,提出了采用多个发射站和多个接收站的多基一次监视雷达结构,并根据基于到达时间(TOA)的定位方法推导了最小均方误差位置估计算法和几何精度因子。最后用MATLAB仿真分析了采用不同的地面站布局来改善水平精度因子。仿真结果表明采用多个发射站和接收站结构的多基一次监视雷达能满足民航航路和终端区的监视精度要求。     

一类基于最小二乘法的声发射源组合定位算法

介绍了声发射源时差定位方法的基本原理及其常用的声发射源定位方法.针对声发射源三维定位常规算法中初始值的选取影响算法收敛速度和定位精度的问题,充分利用最小二乘算法的估计特性,改进定位算法,提出一类基于最小二乘法的Geiger优化迭代组合定位算法.数值仿真算例表明:该方法能有效解决迭代法的初始值问题,保证算法的收敛并且提高迭代算法的收敛速度.     

采用线阵型光学传感器的晶圆预对准方法

为提高晶圆圆心定位算法的效率和缺口定位算法的精度,设计了基于线阵型光学传感器的晶圆预对准装置。圆心定位采用改进的线性化最小二乘圆拟合方法,缺口定位采用Leven-berg-Marquardt算法。仿真结果表明,该方法可有效减少圆心定位算法的计算时间,缺口定位精度较现有定位方法提高近1倍。该方法可用于晶圆预对准的实际应用。     

在卫星干扰源定位系统中信号时间差计算的小波变换方法

在卫星干扰源的卫星定位理论中,需要通过计算信号的时间差和多普勒频差来确定卫星干扰源的位置.测量两颗相近位置卫星的时间差和多普勒频率差的精度,决定了卫星定位的准确度.本文研究计算时间差的信号处理及其计算.利用小波变换方法计算两个信号的相关特性可以减少计算的数据量,同时可以根据需要,很快得出所需要的信号时间差.     

基于空域和时域信息的交互多模优化跟踪算法

机动目标跟踪所遇到的基本问题是所建目标模型的动力学方程与目标的实际运动模型存在着不匹配.为了解决这一问题,提出了基于辐射源信号的方位角及时间差信息的交互多模IMM滤波算法.这种算法是一种最佳的合成滤波器,它的主要特点是具有用几个模型估计系统状态的能力,而这些模型可以相互转换,这种方法能更好地解决对机动辐射源的无源定位跟...