【摘要】：本文在詳細(xì)學(xué)習(xí)、研究了大量有關(guān)無(wú)源時(shí)差定位算法文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)時(shí)差定位中的核心問(wèn)題時(shí)延估計(jì)的基礎(chǔ)互相關(guān)算法及其改進(jìn)算法二次相關(guān)算法的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)、算法原理和計(jì)算流程做了詳細(xì)地介紹。并對(duì)已有的常見(jiàn)二次相關(guān)算法的改進(jìn)算法進(jìn)行了總結(jié)和闡述。在對(duì)二次相關(guān)算法的基礎(chǔ)知識(shí)、性質(zhì)以及算法本身做了深入的研究后,對(duì)于相關(guān)函數(shù)類時(shí)延估計(jì)算法計(jì)算時(shí)延時(shí),需要信噪比較好的數(shù)據(jù)包,但缺乏相應(yīng)地質(zhì)量評(píng)價(jià)方法問(wèn)題,提出了一種對(duì)照二次相關(guān)方法。該方法在二次相關(guān)算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合互相關(guān)函數(shù)的性質(zhì),設(shè)立了一組對(duì)照二次相關(guān)組,簡(jiǎn)稱對(duì)照組;對(duì)原二次相關(guān)算法,簡(jiǎn)稱原始組。由于原始組需要兩個(gè)信號(hào)并對(duì)其中一個(gè)信號(hào)做自相關(guān),在對(duì)照組中,取在原始組中未做自相關(guān)的信號(hào),并對(duì)該信號(hào)做自相關(guān)。在其余時(shí)延估計(jì)過(guò)程中,通過(guò)利用互相關(guān)函數(shù)的性質(zhì),對(duì)后續(xù)過(guò)程做出相應(yīng)的調(diào)整,使得在理想無(wú)噪聲影響時(shí),對(duì)照組可以和原始組獲得相同的時(shí)延值。隨后對(duì)該對(duì)照二次相關(guān)方法的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步的改進(jìn),改進(jìn)后減少了一次互相關(guān)運(yùn)算。在實(shí)際含有噪聲的情況下,如果不同監(jiān)測(cè)設(shè)備之間的距離較遠(yuǎn),不同監(jiān)測(cè)設(shè)備之間的噪聲相對(duì)獨(dú)立,所以可以認(rèn)為不同監(jiān)測(cè)設(shè)備接收到的信號(hào)所攜帶的噪聲是獨(dú)立的。當(dāng)信噪比較低時(shí),原始組和對(duì)照組計(jì)算結(jié)果會(huì)有差異,通過(guò)這種差異可以對(duì)數(shù)據(jù)包的質(zhì)量好壞進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文首先通過(guò)仿真,對(duì)對(duì)照二次相關(guān)方法的判斷閾值做了初步的選擇,并給出了該判斷閾值。隨后通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)本文提出的對(duì)照二次相關(guān)方法及判斷閾值的檢測(cè)能力進(jìn)行了驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明本文提出的對(duì)照二次相關(guān)方法及判斷閾值可以滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。對(duì)于通過(guò)對(duì)照二次相關(guān)方法篩選出的較好的數(shù)據(jù)包,在利用二次相關(guān)對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)包進(jìn)行時(shí)延估計(jì)時(shí)可能存在的多個(gè)最大峰值點(diǎn)問(wèn)題和利用快速傅立葉變換進(jìn)行計(jì)算存在的柵欄效應(yīng)問(wèn)題。本文結(jié)合多項(xiàng)式擬合對(duì)二次相關(guān)計(jì)算結(jié)果的峰值點(diǎn)進(jìn)行擬合,將計(jì)算結(jié)果的精度推進(jìn)到亞采樣點(diǎn)級(jí)別,以便求解出更加精確的峰值位置,從而獲得更高的時(shí)延估計(jì)精度。在對(duì)利用多項(xiàng)式擬合對(duì)二次相關(guān)算法計(jì)算結(jié)果峰值點(diǎn)擬合時(shí),由于峰值過(guò)大造成擬合困難的問(wèn)題,提出了通過(guò)對(duì)待擬合點(diǎn)進(jìn)行線性歸一化后再進(jìn)行多項(xiàng)式擬合的解決方法。最后通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了基于多項(xiàng)式擬合的二次相關(guān)算法的有效性及優(yōu)越性。該算法可以較好地解決多個(gè)最大峰值點(diǎn)問(wèn)題和柵欄效應(yīng)問(wèn)題,并且在數(shù)據(jù)包質(zhì)量較好的條件下,與二次相關(guān)算法相比可以獲得更加精準(zhǔn)的時(shí)延值。
【圖文】：

一定的總結(jié)與闡述。介紹介紹了雙曲線法，這是時(shí)差定位的核心思想，后續(xù)的理的。其次，介紹了信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)、互相關(guān)函數(shù)以及關(guān)函數(shù)是相關(guān)函數(shù)類算法計(jì)算時(shí)延的理論工具，而相關(guān)理論基礎(chǔ)。基于雙曲線的定義來(lái)對(duì)目標(biāo)源進(jìn)行定位的方法。雙曲線內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)（雙曲線的焦點(diǎn)）1F 、2F 的距離的差的絕且該常數(shù)小于這兩個(gè)定點(diǎn)間的距離1 2F F )的軌跡稱為雙差的絕對(duì)值為定長(zhǎng)的點(diǎn)的軌跡叫做雙曲線。用公式表示1 2PF PF 2a 為雙曲線上的點(diǎn)。

圖 2.4 柵欄效應(yīng)示意圖圖 2.4 所示，假定實(shí)際中真實(shí)的時(shí)延位置為DN ，，然而由于 FFT 的影響使中無(wú)法取到 ，在本次示意圖中，按照峰值點(diǎn)來(lái)計(jì)算，時(shí)延估值是真實(shí)點(diǎn)DN R 。由于這個(gè)問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致時(shí)延估計(jì)的結(jié)果始終有一定的誤差。見(jiàn)的二次相關(guān)改進(jìn)方法果想要提高定位的精度，從硬件方面來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)增加設(shè)備帶寬、提高點(diǎn)數(shù)或者使用更加好的接收設(shè)備以獲得更好的接收信噪比等方法來(lái)提高度，從而提升定位結(jié)果的精度。在硬件設(shè)備條件一定的情況下，通常只能來(lái)進(jìn)行改進(jìn)。本小節(jié)主要對(duì)已有文獻(xiàn)中，針對(duì)二次相關(guān)的常見(jiàn)改進(jìn)算法做廣義加權(quán)函數(shù)于現(xiàn)實(shí)中噪聲等環(huán)境因素的影響，使用互相關(guān)算法可能會(huì)出現(xiàn)虛假的峰或，造成估計(jì)誤差。為了解決這種問(wèn)題，最常使用的方法是，通過(guò)加權(quán)函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN95

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 韓潔;吳長(zhǎng)奇;;相關(guān)峰插值的二次相關(guān)銳化時(shí)延估計(jì)方法[J];信號(hào)處理;2014年10期

2 周康輝;董萬(wàn)勝;劉恒毅;楊磊;馬祥;;利用二次相關(guān)改進(jìn)的廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2013年06期

3 趙洪蕾;;TDOA/AOA數(shù)據(jù)融合算法在鐵路場(chǎng)景下的定位應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展;2013年04期

4 孫立煒;王杰貴;;一種有源無(wú)源聯(lián)合定位系統(tǒng)的航跡起始方法[J];現(xiàn)代防御技術(shù);2011年05期

5 金留念;湯建龍;;基于循環(huán)二次相關(guān)的時(shí)延估計(jì)[J];艦船電子對(duì)抗;2011年04期

6 王江;李春生;;一種自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)的新方法[J];艦船電子對(duì)抗;2009年04期

7 唐娟;行鴻彥;;基于二次相關(guān)的時(shí)延估計(jì)方法[J];計(jì)算機(jī)工程;2007年21期

8 朱慶厚;;到達(dá)時(shí)間差(TDOA)測(cè)向定位研究[J];電訊技術(shù);2007年01期

9 朱朝暉;;時(shí)差定位原理及其應(yīng)用[J];無(wú)線電工程;2006年08期

10 王建鋼;花興來(lái);趙國(guó)林;朱元清;;基于相位變化率的單站EKF無(wú)源定位算法研究[J];電子信息對(duì)抗技術(shù);2006年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 朱國(guó)輝;基于時(shí)差頻差的多站無(wú)源定位與跟蹤算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

2 關(guān)維國(guó);基于移動(dòng)廣播網(wǎng)的高精度定位關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 茅惠達(dá);數(shù)字助聽(tīng)器中聲源定位算法的研究[D];南京郵電大學(xué);2016年

2 劉濤;基于多徑信號(hào)時(shí)延估計(jì)算法的TDOA室內(nèi)定位系統(tǒng)[D];華中科技大學(xué);2016年

3 劉星艷;廣義相關(guān)時(shí)延估計(jì)在無(wú)源時(shí)差定位（TDOA）中的研究與應(yīng)用[D];蘭州交通大學(xué);2015年

4 張旭;用于無(wú)線定位的TDOA算法研究與改進(jìn)[D];燕山大學(xué);2014年

5 趙浩亮;基于LMS自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)和ARM的三相流流量測(cè)量系統(tǒng)研究[D];燕山大學(xué);2014年

6 韓潔;基于FMC6416的時(shí)延估計(jì)研究與實(shí)現(xiàn)[D];燕山大學(xué);2014年

7 李金洋;室內(nèi)語(yǔ)音信號(hào)時(shí)差估計(jì)方法研究[D];電子科技大學(xué);2013年

8 張業(yè)鵬;聲學(xué)法三維溫度場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2013年

9 張平;基于LMS的廣義互相關(guān)在超聲信號(hào)處理中的應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2012年

10 杜娟;基于聲陣列的波束形成技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2711327