一种基于视频MLAT的场面目标监视新方法

结合民航中小型机场特点,提出了一种基于视频多点定位（MLAT ）的场面目标监视方法。该方法通过多摄像头与目标位置的相互关系确定目标在场面的初始 位置,并依据因视频几何精度稀释因子（GDOP）与测 角误差共同作用而形成的定位误差拓扑图作为滤波过程中的测量误差参数,来对位置估计进 行修正,从而实现对场面目标的高精度跟踪。实验表明该方法不仅可行,而且具有较高的监 视精度,为中小型机场的场面监视雷达（SMR）提供了一种备份手段。     

基于角度重构和差分飞行时间的室外多站定位

针对当前室外定位基站和目标之间的信号收发不同步,以及非视距(Non-Line of Sight,NLOS)环境下定位困难的问题,提出了一种基于角度重构和差分飞行时间(Time of Flight,TOF)的室外NLOS多站定位方法。首先,基于单次散射模型给出了一种关于散射体波达角(Angle of Arrival,AOA)的粗略重构方法,再利用多径信号的差分TOF并结合模型中目标、散射体、基站之间的几何位置关系构建定位方程;然后,结合先验信息添加约束区间并结合定位方程将定位问题转化为最小二乘优化问题,并利用列文伯格-马奈尔特法(Levenberg Marquardt,LM)算法进行初始解算得到基站到目标的初始估计距离;最后,将每个基站的距离估计结果进行联合多边定位得到最终目标位置。仿真结果表明,该方法利用多个基站能在室外NLOS环境中实现较高定位精度。     

NLOS环境下移动台位置与速率估计

NLOS (Non-line of Sight)误差是定位中的主要误差来源,直接影响了定位的精度 。在MIMO（Multiple Input Multiple Output）系统中,基于NLOS信道模型的定位方法成为 解决NLOS定位误差问题的利器。基于此提出一种新颖的几何方法,仅采用两条NLOS路径就可 计算MS(Mobile Station)的位置,并且只需要利用单个基站便可完成MS的定位,克服了基站 数目过少无法准确定位MS的缺陷。在此基础上,还给出了最小二乘与最大似然算法利用多条 NLOS路径来改善定位精度的方法,并利用它对NLOS环境下运动的MS进行定位跟踪。理论分析 和仿真结 果都证明该定位方法在NLOS环境中对MS定位的有效性与精确度。     

一种适用于机场场面监视MLAT系统的状态模型

根据直角坐标系的目标运动模型和无源多点时差定位系统(MLAT)的特点,推导出了一种到达时间差（TDOA)状态模型方程,并基于该模型方程,设计了一种TDOA跟踪滤波器。与传统TDOA状态模型方程相比,所推导出的状态模型方程和滤波器不但能提高TDOA的估计精度,还可更有效地消除非视距（NLOS）成分。仿真和实测数据证实了所推导状态模型方程和所设计跟踪滤波器的有效性。     

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。     

统计MIMO雷达的多目标定位和速度估计方法

在多目标情况下,统计多输入多输出（MIMO）雷达需要对不同观测通道中估计出的目标参数 进行配对,才能完成多个目标定位及其速度估计 。针对这一问题,对统计MIMO雷达提出了一种映射搜索配对法来实现在不同观测通道中的目 标距离延时和多普勒频率估计值的配对,从而获得目标位置及其速度估计值。仿真结果表明 ,该方法在目标雷达散射截面（RCS）闪烁情况下能对多个目标进行有效定位和速度估计。     

一种新颖的基于偏度的非视距区分算法

在超宽带(UWB)定位系统中,非视距(NLOS)传播是降低通信与定位精度可靠性的主要原因。因此,区分NLOS环境对提高定位精度尤为重要。针对该问题,提出了一种新的基于信道统计特性——偏度(Skewness)的NLOS区分算法。该算法首先将偏度在IEEE 802.15.4a信道模型（特别是室内家居和办公环境）中建模为对数正态分布,然后对其概率密度函数(PDF)做似然比检验来区分视距(LOS)与NLOS环境。仿真结果表明：室内UWB定位系统中,偏度可以更好地区分信道状态,在室内办公环境中,正确区分NLOS环境的概率可达99.99%。在定位模块中融入所获得的区分NLOS的结果将有助于定位精度的进一步提升。     

一种特殊GDOP场景下的NLOS传播识别算法

在地面无线定位中,影响定位精度的最大因素是电波的非视距（NLOS）传播误差,定位估计前识别收发信机之间电波是视距（LOS）还是NLOS传播是提升定位精度需要研究的重要课题。为此,先对一种基于交叉面积的NLOS识别算法进行改进,然后提出了一种针对特殊几何精度因子（GDOP）场景下的NLOS识别算法——分步检验算法。该算法采用两步进行识别,先用数据检验筛选出测量样本中的LOS测量值,再用改进的交叉面积算法进行识别。仿真结果表明,分步检验算法在特殊GDOP场景下具有良好的识别性能。     

对抗NLOS误差的TOA/AOA混合无线定位算法

信道的时间和空间的变化所导致的非视距（NLOS）传输是移动定位技术面临的巨大困难。为此，利用蜂窝网络的结构、信号到达时间（TOA）以及信号到达角度（AOA）提出了一种TOA／AOA混合定位算法，有效地解决了这一问题。研究了算法在不同类型NLOS误差下的表现，结果表明该算法能够有效地降低NLOS误差的影响，定位精度比其它算法有显著提高，而且在不同分布的NLOS误差下表现稳定。