利用目标气压高度的多点定位算法

多点定位系统应用于广域目标定位时,由于精度几何弱化因子的影响,采用三维定位算法直接进行目标定位的精度比较差,甚至有发散的可能。由于用于定位的民航机载二次应答机所发送的部分应答信号中含有目标的气压高度信息,利用该气压高度信息,对三维定位算法进行修正,降低定位方程的维度,保证算法的收敛性,提高定位精度。该算法应用于实际系统的测试结果证明,采用该算法的目标定位精度有了很大提高。     

三站定位模糊、GDOP与站点布局关系分析

针对多点定位系统实际运用中三站定位二维目标时定位曲线出现2个交点所产生的定位模糊问题,对三站定位曲线交点分布、精度几何弱化(GDOP,Geometric Dilution of Precision)因子与接收站布局间的关系进行数值分析。分析结果定性表明了三者间的关系,即接收站布局决定了定位曲线交点分布和GDOP分布,而定位曲线存在2个交点的区域与GDOP较大的区域基本一致。该结果可为实际运用中如何避免和处理三站多点定位模糊问题提供参考。     

授时GPS在广域多点定位系统中的应用

阐述了时钟同步在广域多点定位系统中的重要作用,并提出用基于全球定位系统的授时接收机来实现系统时间同步的设计思路.根据系统组成和系统精度要求,进行了系统误差分配,并分析得出系统对授时接收机的精度要求.通过一系列的试验对授时接收机的精度和系统精度进行测试可知,基于全球定位系统的授时接收机能够满足广域多点定位系统的时钟同步要求.     

基于ADS-B的高精度站间同步方法

自动相关监视(ADS-B)可用于多站定位系统中实现时间同步,但直接同步的精度不足以满足工程应用的需要.为了提高同步精度,首先推导了利用ADS-B实现站间同步的机理模型,在实测数据的基础上仿真了直接同步方法的精度水平;其次分析了ADS-B位置误差的类型和来源,得到了不同误差类型的分布特征;最后根据不同误差类型的特点,提出了一种降低ADS-B误差影响的高精度多站同步的方法.该方法可有效降低ADS-B系统延时误差和定位误差对同步精度的影响,以实测数据为基础的仿真结果表明该方法可实现纳秒级的站间同步精度,具有良好的工程应用价值.     

无线传感器网络TDOA定位系统的设计与实现

分析现有的基于TDOA的无线传感器网络定位系统与算法,使用基于超声波传感器和无线射频模块的到达时间差(TDOA)测距技术,完成了该定位系统、机制和算法的设计和实现;针对传感器网络在实际应用中的不均匀性布撒和不良节点定位等问题,在TDOA测距技术和多边测量定位算法的基础上,提出一种改进的定位算法,以提高网络定位性能;实验表明,改进后的定位系统有效的减小了网络的定位误差,解决了不良定位问题,可应用到无线传感器网络中。     

A robust localization algorithm in wireless sensor networks

Most of the state-of-the-art localization algorithms in wireless sensor networks (WSNs) are vulnerable to various kinds of location attacks, whereas secure localization schemes proposed so far are too complex to apply to power constrainedWSNs. This paper provides a distributed robust localization algorithm called Bilateration that employs a unified way to deal with all kinds of location attacks as well as other kinds of information distortion caused by node malfunction or abnormal environmental noise. Bilateration directly calculates two candidate positions for every two heard anchors, and then uses the average of a maximum set of close-by candidate positions as the location estimation. The basic idea behind Bilateration is that candidate positions calculated from reasonable (i.e., error bounded) anchor positions and distance measurements tend to be close to each other, whereas candidate positions calculated from false anchor positions or distance measurements are highly unlikely to be close to each other if false information are not collaborated. By using ilateration instead of classical multilateration to compute location estimation, Bilateration requires much lower computational complexity, yet still retains the same localization accuracy. This paper also evaluates and compares Bilateration with three multilateration-based localization algorithms, and the simulation results show that Bilateration achieves the best comprehensive performance and is more suitable to real wireless sensor networks.     

无线传感器网络中多边定位的聚类分析改进算法

针对距离偏差对多边定位算法的影响,提出了一种改进的KC-Multilateration算法.将K-means聚类方法引入到无线传感器网络的定位问题中,通过聚类分析对误差较大的距离信息进行筛选.对剩余距离信息使用多边定位法进行定位求解,作为最终结果.仿真实验表明,KC-Multilateration与原多边定位法相比在各种误差环境下均能有效降低定位误差,且定位结果稳定.在由实际节点构成的实验环境中使用RSSI值进行测距的进一步实验表明,在不增加任何通信开销的前提下,改进算法定位误差更小,容错性更高,验证了KC-Multilateration的有效性和实用性.     

目标高度对广域多点定位系统精度的影响

广域多点定位技术是对航路和终端区域的飞行器进行监视的新技术,由于多个接收站点通常布局在地面上,站点的基线长度和飞行器高度对系统的定位精度至关重要.根据双曲线/面定位技术,导出了最小二乘法解算目标位置时定位精度与高度误差的关系,然后对同高度层和高度层变化的水平精度稀释和垂直精度稀释进行了分析和仿真,证明了高度变化对精度影响显著的结论.最后,讨论了站点布局的作用,在高度不变的情况下,适合的布站形状和基线长度可减小高度误差对定位精度的影响.     

基于Kalman滤波的目标信号TOA测量校正

多点定位系统中,目标信号TOA测量精度直接决定了系统对目标的定位精度,而目标信号TOA测量精度取决于提供系统时钟的晶振的准确度和稳定度。针对多点定位系统中目标信号TOA测量准确度的具体问题,分析晶振频率偏移和GPS秒脉冲抖动对TOA测量准确度的影响,导出基于Kalman滤波的目标信号TOA测量校正方法。数值仿真证明此方法可以有效地改善目标信号TOA的测量准确度,对提高多点定位系统定位性能具有较强的现实意义与实用价值。     

无线传感器网络SL-n迭代定位算法

无线传感器网络迭代多边定位算法在迭代定位过程中使用全局最小均方估计(MMSE)方法估计盲节点的位置,导致算法定位误差很大,缺乏稳健性。针对此问题,提出了SL-n估计方法,该方法首先把某盲节点的所有参考节点进行分组,通过三边法或局部MMSE方法求出的每组相应样本值,并用这些样本值估计出此盲节点的位置。仿真实验表明,当部分参考节点的参考误差较大时,该方法优于全局MMSE处理方法,可以有效降低定位误差。