無源多站協(xié)同定位下傳感器管理
發(fā)布時(shí)間:2021-01-26 17:57
被動(dòng)傳感器不發(fā)射電磁信號(hào),具有較強(qiáng)的隱蔽性和抗干擾能力,近年來備受關(guān)注。在被動(dòng)傳感器網(wǎng)協(xié)同定位跟蹤系統(tǒng)中,目標(biāo)定位跟蹤性能不僅與傳感器的量測(cè)性能有關(guān),還取決于“目標(biāo)-傳感器”之間的幾何關(guān)系。本課題圍繞目標(biāo)輻射源和外輻射源兩種無源定位系統(tǒng),通過動(dòng)態(tài)傳感器選擇和移動(dòng)平臺(tái)的路徑優(yōu)化來提高系統(tǒng)定位跟蹤的精度,具體如下:1.研究了目標(biāo)輻射源多站協(xié)同定位下固定傳感器選擇問題。首先,推導(dǎo)了三維空間純角度定位下目標(biāo)估計(jì)誤差的克拉美羅下界(CRLB),并構(gòu)建基于CRLB的行列式最大最小化指標(biāo)的傳感器選擇模型。在此基礎(chǔ)上,提出了一種基于半定規(guī)劃(SDP)的方法將上述min-max問題轉(zhuǎn)化成凸優(yōu)化問題,并進(jìn)行優(yōu)化求解。仿真結(jié)果顯示基于SDP的傳感器選擇算法可以進(jìn)一步提高純角度協(xié)同跟蹤的精度,其目標(biāo)跟蹤性能優(yōu)于凸松弛算法和隨機(jī)選擇算法。2.研究了三維空間目標(biāo)輻射源移動(dòng)雙站純角度信息協(xié)同定位下路徑優(yōu)化問題。首先,分析了基于最小化CRLB的跡指標(biāo)下移動(dòng)雙站與目標(biāo)之間的最佳幾何關(guān)系,推導(dǎo)了三維空間最優(yōu)交會(huì)角和俯仰角并證明了相應(yīng)的定理。接著,構(gòu)建了平臺(tái)運(yùn)動(dòng)約束條件下移動(dòng)雙站路徑優(yōu)化模型并采用內(nèi)點(diǎn)法優(yōu)化求解。仿真驗(yàn)證了...
【文章來源】:杭州電子科技大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 傳感器管理的研究現(xiàn)狀
1.2.2 目標(biāo)輻射源定位跟蹤下傳感器管理研究現(xiàn)狀
1.2.3 外輻射源定位跟蹤下傳感器管理研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排
第二章 多站無源協(xié)同定位下傳感器自適應(yīng)選擇
2.1 前言
2.2 問題描述
2.3 純角度信息下機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤
2.3.1 機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤模型
2.3.2 機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤多模型算法
2.4 基于半定規(guī)劃的傳感器自適應(yīng)選擇算法
2.4.1 三維AOA定位跟蹤下CRLB指標(biāo)
2.4.2 傳感器自適應(yīng)選擇優(yōu)化問題
2.4.3 基于半定規(guī)劃的優(yōu)化算法
2.5 仿真結(jié)果與分析
2.6 本章小結(jié)
第三章 移動(dòng)雙站無源協(xié)同定位下路徑優(yōu)化
3.1 前言
3.2 問題描述
3.2.1 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型
3.2.2 雙站觀測(cè)模型
3.2.3 雙站純角度定位下CRLB計(jì)算
3.3 基于CRLB的接收站路徑優(yōu)化
3.4 基于CRLB的接收站幾何關(guān)系分析
3.4.1 最優(yōu)交會(huì)角
3.4.2 最優(yōu)俯仰角
3.5 仿真測(cè)試與分析
3.5.1 最優(yōu)交會(huì)角
3.5.2 最優(yōu)俯仰角
3.5.3 一般幾何關(guān)系
3.6 本章小結(jié)
第四章 非合作外輻射源雙基系統(tǒng)的接收源路徑優(yōu)化
4.1 前言
4.2 外輻射源位置已知且固定下接收源路徑優(yōu)化
4.2.1 問題描述
4.2.2 不同定位體制下接收源路徑優(yōu)化建模和求解
4.3 外輻射源位置未知且運(yùn)動(dòng)的接收源路徑優(yōu)化
4.3.1 問題描述
4.3.2 序貫新息修正EKF跟蹤算法
4.3.3 聯(lián)合目標(biāo)和外輻射源位置估計(jì)下PCRLB指標(biāo)
4.3.4 接收源路徑優(yōu)化建模和求解
4.4 仿真結(jié)果與分析
4.4.1 外輻射源位置固定已知情況
4.4.2 外輻射源位置運(yùn)動(dòng)且未知情況
4.5 本章小結(jié)
第五章 合作機(jī)載外輻射源協(xié)同定位下聯(lián)合路徑優(yōu)化
5.1 前言
5.2 問題描述
5.2.1 量測(cè)方程
5.2.2 PCRLB推導(dǎo)
5.3 基于滾動(dòng)時(shí)域的聯(lián)合路徑優(yōu)化
5.3.1 無人機(jī)運(yùn)動(dòng)模型
5.3.2 基于滾動(dòng)時(shí)域的發(fā)射源和接收源聯(lián)合路徑優(yōu)化建模
5.4 仿真與分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]空中目標(biāo)傳感器管理方法綜述[J]. 閆濤,韓崇昭,張光華. 航空學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]被動(dòng)聲吶多陣測(cè)向交叉定位的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法[J]. 俞劍,王益樂. 指揮信息系統(tǒng)與技術(shù). 2018(03)
[3]AOA無源定位最優(yōu)構(gòu)型分析[J]. 徐國訓(xùn),梁曉龍,王維佳,張佳強(qiáng). 傳感器與微系統(tǒng). 2017(09)
[4]基于機(jī)載光電平臺(tái)的雙機(jī)交會(huì)定位方法[J]. 左羽佳,白冠冰,劉晶紅,宋悅銘,孫明超. 光子學(xué)報(bào). 2017(09)
[5]一種基于TDOA、FDOA、DOA量測(cè)與粒子濾波的動(dòng)目標(biāo)雙星跟蹤方法[J]. 尤明懿,顧黎明. 通信對(duì)抗. 2017(01)
[6]多目標(biāo)跟蹤分布式MIMO雷達(dá)收發(fā)站聯(lián)合選擇優(yōu)化算法[J]. 魯彥希,何子述,程子揚(yáng),劉爽利. 雷達(dá)學(xué)報(bào). 2017(01)
[7]雙站機(jī)載測(cè)向定位最優(yōu)布站分析[J]. 關(guān)欣,陶李,衣曉. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(15)
[8]基于Riccati方程的動(dòng)態(tài)傳感器分配算法[J]. 左燕,郭寶峰,谷雨,徐松柏. 火力與指揮控制. 2016(05)
[9]Optimality Analysis of Sensor-Target Geometries for Bearing-Only Passive Localization in Three Dimensional Space[J]. ZHONG Yu,WU Xiaoyan,HUANG Shucai,LI Chengjing,WU Jianfeng. Chinese Journal of Electronics. 2016(02)
[10]兩站測(cè)向交叉定位相對(duì)誤差幾何稀釋度研究[J]. 王國剛. 艦船電子工程. 2015(12)
博士論文
[1]基于時(shí)差頻差的多站無源定位與跟蹤算法研究[D]. 朱國輝.西安電子科技大學(xué) 2015
[2]基于滾動(dòng)時(shí)域MILP的小型無人機(jī)航跡規(guī)劃[D]. 張勝祥.華南理工大學(xué) 2009
[3]基于唯多譜勒的被動(dòng)雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)研究[D]. 肖揚(yáng)燦.電子科技大學(xué) 2006
[4]相控陣?yán)走_(dá)及組網(wǎng)跟蹤系統(tǒng)資源管理技術(shù)研究[D]. 周文輝.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2004
碩士論文
[1]多雷達(dá)系統(tǒng)協(xié)同跟蹤下資源分配[D]. 俞曉波.杭州電子科技大學(xué) 2018
[2]多移動(dòng)觀測(cè)平臺(tái)純角度目標(biāo)跟蹤融合算法研究[D]. 張夢(mèng)甜.南京理工大學(xué) 2017
[3]機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤下雷達(dá)資源自適應(yīng)管理研究[D]. 李明地.杭州電子科技大學(xué) 2017
[4]基于粒子濾波的機(jī)動(dòng)弱目標(biāo)檢測(cè)前跟蹤算法研究[D]. 樊孔帥.杭州電子科技大學(xué) 2014
[5]多站無源定位技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 劉建林.西安電子科技大學(xué) 2011
[6]基于通信約束的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究[D]. 吳博.華中科技大學(xué) 2011
[7]雙站無源定位與跟蹤算法研究[D]. 姚穎.西安電子科技大學(xué) 2009
本文編號(hào):3001568
【文章來源】:杭州電子科技大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 傳感器管理的研究現(xiàn)狀
1.2.2 目標(biāo)輻射源定位跟蹤下傳感器管理研究現(xiàn)狀
1.2.3 外輻射源定位跟蹤下傳感器管理研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排
第二章 多站無源協(xié)同定位下傳感器自適應(yīng)選擇
2.1 前言
2.2 問題描述
2.3 純角度信息下機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤
2.3.1 機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤模型
2.3.2 機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤多模型算法
2.4 基于半定規(guī)劃的傳感器自適應(yīng)選擇算法
2.4.1 三維AOA定位跟蹤下CRLB指標(biāo)
2.4.2 傳感器自適應(yīng)選擇優(yōu)化問題
2.4.3 基于半定規(guī)劃的優(yōu)化算法
2.5 仿真結(jié)果與分析
2.6 本章小結(jié)
第三章 移動(dòng)雙站無源協(xié)同定位下路徑優(yōu)化
3.1 前言
3.2 問題描述
3.2.1 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型
3.2.2 雙站觀測(cè)模型
3.2.3 雙站純角度定位下CRLB計(jì)算
3.3 基于CRLB的接收站路徑優(yōu)化
3.4 基于CRLB的接收站幾何關(guān)系分析
3.4.1 最優(yōu)交會(huì)角
3.4.2 最優(yōu)俯仰角
3.5 仿真測(cè)試與分析
3.5.1 最優(yōu)交會(huì)角
3.5.2 最優(yōu)俯仰角
3.5.3 一般幾何關(guān)系
3.6 本章小結(jié)
第四章 非合作外輻射源雙基系統(tǒng)的接收源路徑優(yōu)化
4.1 前言
4.2 外輻射源位置已知且固定下接收源路徑優(yōu)化
4.2.1 問題描述
4.2.2 不同定位體制下接收源路徑優(yōu)化建模和求解
4.3 外輻射源位置未知且運(yùn)動(dòng)的接收源路徑優(yōu)化
4.3.1 問題描述
4.3.2 序貫新息修正EKF跟蹤算法
4.3.3 聯(lián)合目標(biāo)和外輻射源位置估計(jì)下PCRLB指標(biāo)
4.3.4 接收源路徑優(yōu)化建模和求解
4.4 仿真結(jié)果與分析
4.4.1 外輻射源位置固定已知情況
4.4.2 外輻射源位置運(yùn)動(dòng)且未知情況
4.5 本章小結(jié)
第五章 合作機(jī)載外輻射源協(xié)同定位下聯(lián)合路徑優(yōu)化
5.1 前言
5.2 問題描述
5.2.1 量測(cè)方程
5.2.2 PCRLB推導(dǎo)
5.3 基于滾動(dòng)時(shí)域的聯(lián)合路徑優(yōu)化
5.3.1 無人機(jī)運(yùn)動(dòng)模型
5.3.2 基于滾動(dòng)時(shí)域的發(fā)射源和接收源聯(lián)合路徑優(yōu)化建模
5.4 仿真與分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]空中目標(biāo)傳感器管理方法綜述[J]. 閆濤,韓崇昭,張光華. 航空學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]被動(dòng)聲吶多陣測(cè)向交叉定位的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法[J]. 俞劍,王益樂. 指揮信息系統(tǒng)與技術(shù). 2018(03)
[3]AOA無源定位最優(yōu)構(gòu)型分析[J]. 徐國訓(xùn),梁曉龍,王維佳,張佳強(qiáng). 傳感器與微系統(tǒng). 2017(09)
[4]基于機(jī)載光電平臺(tái)的雙機(jī)交會(huì)定位方法[J]. 左羽佳,白冠冰,劉晶紅,宋悅銘,孫明超. 光子學(xué)報(bào). 2017(09)
[5]一種基于TDOA、FDOA、DOA量測(cè)與粒子濾波的動(dòng)目標(biāo)雙星跟蹤方法[J]. 尤明懿,顧黎明. 通信對(duì)抗. 2017(01)
[6]多目標(biāo)跟蹤分布式MIMO雷達(dá)收發(fā)站聯(lián)合選擇優(yōu)化算法[J]. 魯彥希,何子述,程子揚(yáng),劉爽利. 雷達(dá)學(xué)報(bào). 2017(01)
[7]雙站機(jī)載測(cè)向定位最優(yōu)布站分析[J]. 關(guān)欣,陶李,衣曉. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(15)
[8]基于Riccati方程的動(dòng)態(tài)傳感器分配算法[J]. 左燕,郭寶峰,谷雨,徐松柏. 火力與指揮控制. 2016(05)
[9]Optimality Analysis of Sensor-Target Geometries for Bearing-Only Passive Localization in Three Dimensional Space[J]. ZHONG Yu,WU Xiaoyan,HUANG Shucai,LI Chengjing,WU Jianfeng. Chinese Journal of Electronics. 2016(02)
[10]兩站測(cè)向交叉定位相對(duì)誤差幾何稀釋度研究[J]. 王國剛. 艦船電子工程. 2015(12)
博士論文
[1]基于時(shí)差頻差的多站無源定位與跟蹤算法研究[D]. 朱國輝.西安電子科技大學(xué) 2015
[2]基于滾動(dòng)時(shí)域MILP的小型無人機(jī)航跡規(guī)劃[D]. 張勝祥.華南理工大學(xué) 2009
[3]基于唯多譜勒的被動(dòng)雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)研究[D]. 肖揚(yáng)燦.電子科技大學(xué) 2006
[4]相控陣?yán)走_(dá)及組網(wǎng)跟蹤系統(tǒng)資源管理技術(shù)研究[D]. 周文輝.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2004
碩士論文
[1]多雷達(dá)系統(tǒng)協(xié)同跟蹤下資源分配[D]. 俞曉波.杭州電子科技大學(xué) 2018
[2]多移動(dòng)觀測(cè)平臺(tái)純角度目標(biāo)跟蹤融合算法研究[D]. 張夢(mèng)甜.南京理工大學(xué) 2017
[3]機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤下雷達(dá)資源自適應(yīng)管理研究[D]. 李明地.杭州電子科技大學(xué) 2017
[4]基于粒子濾波的機(jī)動(dòng)弱目標(biāo)檢測(cè)前跟蹤算法研究[D]. 樊孔帥.杭州電子科技大學(xué) 2014
[5]多站無源定位技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 劉建林.西安電子科技大學(xué) 2011
[6]基于通信約束的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究[D]. 吳博.華中科技大學(xué) 2011
[7]雙站無源定位與跟蹤算法研究[D]. 姚穎.西安電子科技大學(xué) 2009
本文編號(hào):3001568
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