基于牛頓迭代搜索法的多節(jié)點協(xié)同振源定位研究.pdf

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1、第24卷第9期傳感技術(shù)學(xué)報Vo1.24No.9CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSSep.20112011年9月Research0nMoreNodesCollocatiOnExcitationSourceBased0UNewt0nIterativeMethodZHUYakun,F(xiàn)ENGLijie『1I.EngineeringcollegeofChinaArmedPoliceForcesGraduatemanagemeatbattalion,Xi’an710086,China;、2.EngineeringcollegeofCh

2、inaArmedPoliceForcesCommunicationengineeringdepartment,Xi’an710086,China』Abstract:Formanynodessensorarray,atargetlocalizationalgorithmisproposedbasedonNewtoniterativemethod.Firstly,theconceptofgreyrelationonhowtoestablishthepositioningsensornodemodel,andforeachnodecolocationthrough

3、Newtoniterativesearchresultsinordertoobtainmoreaccuratepositioningresults.Thisalgorithmcarriesonthecomparisonbetweentheweightedaveragemethodandleast—squaremethod.Thesimulationresultsshowthatthisalgorithmcaneffectivelyimprovetargetlocalizationaccuracy.Keywords:colocalization;Newtoni

4、terativemethod;passivelocalization;greyrelationEEACC:7230doi:10.3969/j.issn.1004-1699.2011.09.019基于牛頓迭代搜索法的多節(jié)點協(xié)同振源定位研究水朱亞坤,馮立杰,l,武警工程學(xué)院研究生管理大隊,西安710086;、\2.武警工程學(xué)院通信工程系,西安710086J摘要:對多節(jié)點傳感器陣列,提出一種基于牛頓迭代搜索法的振源定位算法.首先引入灰色關(guān)聯(lián)的概念建立多節(jié)點傳感器的定位模型,然后通過對各節(jié)點協(xié)同定位結(jié)果進行牛頓迭代搜索,以期獲得更為精確的定位結(jié)果。為驗證算法有效性,

5、將該算法與加權(quán)平均算法和最小二乘法進行比較,仿真結(jié)果表明,此算法可有效提高目標(biāo)的定位精度。關(guān)鍵詞:協(xié)同定位;牛頓迭代搜索法;被動定位;灰色關(guān)聯(lián)中圖分類號:TP212文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1004-1699(2011)09-1322-04多節(jié)點協(xié)同振源定位技術(shù)無論是在橋梁監(jiān)控、多節(jié)點協(xié)同定位的原理與算法,最后將該算法與平倉庫監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)測,還是在軍事上對哨位監(jiān)視、戰(zhàn)均加權(quán)算法和最小二乘法進行仿真比較。場探測等方面有著廣泛的應(yīng)用。近年來,由于時差1灰色關(guān)聯(lián)測量技術(shù)和精度的不斷提高,基于到達時間差(Timediferenceofarrival,TDOA)的目標(biāo)定

6、位技術(shù)在多節(jié)點協(xié)同定位中(如圖1),對來自于同一成為該領(lǐng)域的熱點之一,產(chǎn)生了豐富多樣的定位算目標(biāo)的振源信號先進行相關(guān)分析是很重要的。實際法。受應(yīng)用環(huán)境和系統(tǒng)復(fù)雜度等因素的影響,采用經(jīng)驗已表明,對相同的振源,采集的不同的傳感器節(jié)多節(jié)點協(xié)同定位對二維空間的目標(biāo)進行定位更為適點信號在同一時間內(nèi)特征參數(shù)(如頻率、過零率、振宜,如人跡罕至惡劣條件的邊遠地區(qū)邊境巡邏的被動定位等。目前研究較多的是特殊平面陣列(如十字陣、五元陣)的目標(biāo)定位技術(shù)?,本文對傳感器陣列的牛頓迭代協(xié)同定位進行研究。目標(biāo)定位算法通過求解一組以各傳感器為焦點的雙曲線方程(即TDOA方程)獲得目標(biāo)空間坐

7、標(biāo)的估計J。由于TDOA估計誤差無法避免,如何提高定位精度是定位技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。本文通過引入灰色關(guān)聯(lián)的概念圖1多節(jié)點協(xié)同定位模型建立了多傳感器節(jié)點協(xié)同定位的模型,其次討論了項目來源:基于多信息融合的地振動陣列研究收稿日期:2011—03—14修改日期:2011-05-30第9期朱亞坤,馮立杰:基于牛頓迭代搜索法的多節(jié)點協(xié)同振源定位研究1323幅,頻譜密度等)具有很大的相似性。所以,對采集的各節(jié)點信號某些特征參數(shù),按振源信號類內(nèi)相似性盡量大、類間相似性盡量小的準(zhǔn)則加以相關(guān)處理。由于灰色關(guān)聯(lián)度的基本思想是根據(jù)曲線問相似程度來判斷因素間的關(guān)聯(lián)程度的,這里采用灰色系

8、統(tǒng)理論的絕對關(guān)聯(lián)度定義和性質(zhì)來實現(xiàn)。假設(shè)Xo=(。(

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