NLS次优简化算法及其在单站无源定位中的应用

为了简化基于外辐射源固定单站无源定位求解算法以用于工程实现,建立了定位原 理极坐标模型,给出了极坐标系下非线性最小二乘(NLS)定位算法,根据极坐标系下定位算 法的特点,为简化计算,提出了NLS次优简化算法。仿真结果表明,NLS次优简化算法有较好 的 稳定度和定位精度,为工程实现提供了参考。     

双基地制导雷达目标定位的分坐标融合算法

提出了一种用于研究双基地制导雷达目标定位的分坐标参数航迹融合算法。通过利用观 测到的距离和以及角度序列分别建立参数航迹模型间接得到了目标位置序列,有效提高了 目标定位精度。理论分析与仿真结果表明,该方法比简化加权最小二乘算法更具优越性。     

基于TDOA的振动阵列多算法融合目标定位研究

文章提出了定位距离残差加权的多算法协同定位方法和最优加权的最小二采法对基于TDOA的振动阵列的目标定位算法进行改进.实验证明,通过对若干个线阵,等腰直角三角阵等多种定位结果的融合减小时延估计误差带来的定位误差.     

五站数据加权融合无源时差定位

在无源时差定位技术中,定位算法和布站形式的选择直接影响着无源定位方案能否 顺利应用于实际工程并满足工程需求。通过对常用定位算法的研究分析,选择了伪逆法和总 体最小二乘算法为求解方法,同时选择了有利于工程实现的五站主站升高的布站方法。五站 定位选择总体最小二乘算法求解,同时对4个辅站进行分组并用伪逆法求解,最后对所有定 位结果进行融合,从而解决了四站定位的无解及模糊问题,并提高了定位精度和稳定度,真 实数据处理验证了其可行性及有效性。     

一种基于二阶锥规划的新时差定位算法

针对传统时差定位算法在量测噪声较大情况下定位性能不佳的缺点,提出了一种基 于二阶锥规划的新时差定位算法。该算法通过凸松弛和引入惩罚项,将难以求解的用户位置 最大似然估计问题转换为一个易于求解的二阶锥规划问题,并将松弛问题的最优解作为用户 位置的初始估计,利用传统的泰勒级数展开法得到最终定位结果。仿真给出了不同基站数目 及量测噪声下算法的定位性能。仿真结果表明,在量测噪声较大的情况下,新算法的定位精 度 仍可以逼近理论克拉美罗下限, 而且算法中惩罚因子的选取范围易于确定。     

基于最小二乘融合估计的双星时频差定位

件下具有测量误差和星历误差时定位精度不高的特点,提出了一种基于多次观测数据的最小 二乘融合估计定位算法,该算法无需增加观测条件即可有效提高辐射源定位精度。分析了测 量误差、星历误差对单参考站单次定位及融合定位精度的影响,推导了测量误差、星历误差 对定位误差的传递公式,提出了含星历误差影响的最小二乘融合估计加权算法。通过Monte- Carlo仿真验证了误差分析结果和定位算法,并比较了加权最小二乘估计定位和单次定位的 性能。仿真试验表明：在相同观测精度条件下,加权最小二乘融合定位可极大地提高辐射 源定位精度,最大提高10倍以上。     

运动TDMA系统目标时差定位算法

根据时分多址（TDMA）系统的同步特征,利用TDMA运动目标准周期性信号的到达时间,提出 了3种在三站时差定位系统中实现目标定位的算法。采用目标运动分析的方法,对TDMA目标 位置的可观测性进行分析,提出了目标运动分析时差定位算法,利用目标航迹上多个位置的 时差实现目标的定位。运用目标运动分析测距算法,提出了测距与传统时差定位和目标运动 分析时差定位相结合的两种定位算法。3种定位算法充分利用了目标的运动特性 ,提高了TDMA目标的定位精度,避免了传统时差定位算法中的多解和无解现象。仿真 结果验证了算法的有效性。     

一种GNSS多星座的抗差伪距单点定位算法

为抑制因导航星座间差异和故障卫星对多星座伪距单点定位产生的负面影响,通过分析多星座与单星座伪距单点定位的异同和多星座粗差探测方法,提出了在不同伪距质量下选择不同方法对伪距偏差状况进行估计,再基于平差理论、M估计和核函数构造三段式权值,实现能在不同环境下选择较优模型的对不同卫星赋予不同权值的新型抗差伪距定位算法。通过国际GPS服务组织（IGS）站点实测数据验证,该算法在不同情况下均能实现较高精度的定位结果,具有较优的抗差性能和定位精度。与传统抗差定位算法比较进一步验证了所提算法的优越性。相关结论对未来多星座定位算法的研究具有较大意义。     

一种改进的非合作目标定位方法及其应用验证

针对传统非合作目标定位方法对回波信号的群路径误差敏感和性能不稳定的缺陷,提出了距离信息遗传迭代算法来实现非合作目标的定位。详细介绍了距离信息的遗传迭代算法,并构建了一发三收的多基地探测系统,开展了以电离层不均匀体作为非合作目标的定位试验。通过试验,成功获得了非合作目标的经度、纬度和高度信息。研究表明：该方法具有自我反馈机制,能够避免定位结果陷入局部最优解和算法性能的不稳定,为非合作目标定位的研究提供了一种新的思路。     

基于人工鱼群粒子滤波的信号源定位

针对传统粒子滤波算法精度不高、难以满足移动监测车对无线电信号源定位需求的问题,提出了一种基于人工鱼群粒子滤波的信号源定位方法。将人工鱼群算法的优化思想引入到粒子滤波中,通过觅食行为和聚群行为驱动粒子向最优位置移动,改善粒子的分布。结合移动监测车对信号源定位的需要,建立了信号源波达角定位（AOA）的数学模型,在Matlab环境下对人工鱼群粒子滤波算法的信号源定位进行了仿真。实验结果表明,在保证实时性的前提下,该方法定位结果的最大误差为0.101%,定位精度远大于粒子滤波定位方法的估计精度,是一种有效、可行的定位方法。     

基于TDOA定位GSM移动台的信号处理算法

根据GSM系统无线通信信号的特点,给出了基于TDOA定位GSM移动台的信号处理算法。 在均衡接收的基础上阐述了信号处理算法中被定位GSM移动台到达时间的确定方法和 时延精确估计技术,并论述了定位方程的求解问题。最后给出了对信号处理算法进行性能评 估的实际测试结果,结果表明了该信号处理技术的可行性。     

与强度无关的位置指纹在线定位改进算法

将现有的研究较热的固定发射端、定位接收端的室内位置指纹定位系统应用到固定接收端、定位发射端的室内无线电干扰源定位中,研究了一种考虑干扰源发射强度的在线定位算法,以克服直接使用以一固定发射强度信号源建立的指纹数据库和现有的在线定位方法无法实现对不同发射强度干扰源定位问题。在分析信号传播模型和现有在线定位方法的基础上,利用强度差的均方差进行定位计算。给出了算法实现依据和流程,对改进的算法进行了仿真和实验验证,结果证明了改进算法的实用性。同时,改进算法的思想对现有的考虑接收端异质的位置指纹定位系统也有一定的指导意义。     

一种超宽带与惯导融合的LSTM室内定位算法

针对复杂环境下的室内高精度定位需求,提出了一种超宽带和惯导融合定位方案。结合位置估计过程可被划分为时间序列预测问题的特点,提出了一种基于长短时记忆(Long Short Term Memory,LSTM) 网络的联合定位算法,并对其总体架构设计、数据预处理方法、网络结构设计、模型训练方法进行了研究。在此基础上,通过仿真和实测实验对联合定位算法进行验证,实验结果表明,该LSTM神经网络联合定位算法的定位精度优于传统TOA(Time of Arrival)、UKF(Unscented Kalman Filter)联合定位算法,适用复杂室内定位。     

卡尔曼滤波在iBeacon室内定位系统中的应用

为了抑制iBeacon信号在传播过程中由于人员扰动、多径效应等引起的噪声，以及移动定位过程中定位结果的不稳定，在iBeacon室内定位系统中引入了卡尔曼滤波算法分别对采集到的iBeacon信号与移动定位结果进行处理。首先通过卡尔曼滤波对采集的信号进行处理，降低了信号噪声，提高了信号的质量，其次应用卡尔曼滤波对移动定位结果进行二次处理，提高了移动定位结果的稳定性与精度。实验结果表明,在办公室环境下采用卡尔曼滤波进行处理后可将1 m以内的定位精度提高到80%以上。     

一种三站时差定位的布站优化算法

测量站的布站直接影响时差定位目标的定位精度。针对一定区域目标整体定位精度 的优化,提出了一种三站时差定位的布站优化算法。以水平定位精度因子(HDOP)为定位精度 的 度量准则,建立布站优化问题的多目标规划数学模型,通过构造最小最大评价函数,求解模 型的最优解,从而得到三站时差定位的最优布站。仿真给出了该布站优化算法对某种初始布 站进行优化前后两种布站的HDOP分布图。由仿真结果可以看出,相对于初始布站,最优布站 对目标区定位精度的提高较为明显,验证了这种布站优化算法的有效性。     

基于模糊决策的多属性在线拍卖决策算法

通过对现有应用模糊数学的方法来解决多属性在线拍卖中决定胜出者的方法进行分析后,发现其存在两个问题,一是原计算方法存在简化空间,二是方法本身涉及到模糊指标值和模糊权重的直接加权,导致了模糊元素的非线性化和计算的复杂化。本文针对第一个问题提出计算步骤简化意见,进而又针对第二个问题提出一种新的模糊决策算法。新算法避免了直接对模糊指标值进行加权,从而保持了模糊元素的线性性质,简化了模糊决策计算过程,优化了现有多属性拍卖中用到的模糊决策算法,丰富和完善了拍卖问题涉及模糊环境时采用模糊数学求解的算法。     

一种改进的多站AOA/TDOA联合无源定位闭合形式算法

为解决多平台协同外辐射源无源定位问题，提出了基于到达角(Angle of Arrival,AOA)与到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)的闭合形式定位解算法。在保持两阶段定位闭合形式算法框架不变的前提下，所提算法不仅考虑了AOA与TDOA观测噪声对定位造成的不利影响，同时还缓解了传感器位置不确定引起的定位精度恶化问题。数值仿真结果验证了所提算法的高精度定位性能。     

面向近眼式应用的快速瞳孔中心定位算法

针对Hough圆变换、最小二乘法椭圆拟合瞳孔中心定位算法中运算量大的问题，提出一种基于椭圆外切矩形的快速瞳孔中心定位算法。该算法从人眼图像中通过阈值分割得到瞳孔区域，对瞳孔区域进行边缘像素点的提取，然后利用椭圆外切矩形模型定位出瞳孔中心。通过Matlab对中国科学院自动化研究所公开的虹膜数据库中756张人眼图像进行遍历实验验证，所提算法定位准确率为98.3%，平均用时0.192 s。在同等条件下，与Hough圆变换、最小二乘法椭圆拟合算法进行对比，在保证定位准确率的同时，所提算法平均用时更少。实验结果表明，所提算法能够快速准确地完成瞳孔的中心定位。     

低轨双星无源探测系统对运动辐射源的快速检测算法

针对时频差体制的低轨圆轨道双星无源探测系统不能对运动辐射源进行定位和辐射源是否运动进行判别问题,提出了一种通过单次观测实现运动辐射源定位与运动性判别的快速算法。该算法利用信号到达角与信号达到时差联合定位结果,结合信号到达频差对平行于大地水准面的匀速运动目标进行运动性检测,使系统在观测量存在误差条件下仍能有效进行目标运动性判别。将其应用到低轨双星无源探测系统中,仿真结果表明算法对速度大于60 m/s以上的辐射源具备优于95%的正确检测概率。     

基于载波相位的室内AoA/ToF联合定位

当前室内定位的主流方法是基于信道状态信息（Channel State Information,CSI）的AoA/ToF（Angle of Arrival/Time of Flight）联合定位,由于天线数量和带宽的限制,导致其特征参数存在误差。为此,结合CSI中细粒度和多样化的载波相位信息,提出了一种基于载波相位的室内AoA/ToF联合定位算法。首先,基于载波相位和ToF信息构造载波相位定位模型,实现目标初始定位;然后,利用LAMBDA（Least-squares Ambiguity Decorrelated Adjustment）算法消除整周模糊,实现基于载波相位的AoA/ToF联合定位算法,得到目标精确位置;最后,推导了算法定位精度的标准差。通过实验分析了不同参数对定位性能的影响,结果显示,该算法定位精度优于AoA/ToF联合定位,当接收机在用户周围均匀分布时定位性能较好,且基本不受载波相位测量误差的影响,因此具有更好的鲁棒性。