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《中北大学》 2011年
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基于地面基站的目标定位技术研究

姚金杰  
【摘要】:随着现代科学技术的不断发展,测试系统越来越趋向网络化,而在网络化定位测试系统中,目标位置信息的获取又至关重要。本文主要开展基于地面基站的目标定位技术研究,重点突破基站布局、时差测量、定位算法和轨迹预测等核心技术,实现目标的精确定位和轨迹预测,解决目标定位试验中布站难、时差测量精度受噪声影响大、定位精度低和轨迹预测难等问题,达到提高试验有效性、减少试验次数和节约研究经费的目的。根据时差定位原理,本文设计了包括无线电信标、地面基站、远距离数据转发和中心处理平台的目标定位系统,并从信号传播、基站测量、定位参数估计和定位算法等方面进行了系统误差源分析,指出了基站布局、时差测量、定位算法等是影响定位精度的重要因素,说明了论文重点研究的内容。 首先,针对目标定位中布站难的问题,在研究星型、菱形、倒三角等布站方式的基础上,提出了一种斜置平行四边形的基站布局方案,并开展了基于自适应遗传算法的基站布局技术初步研究。实验结果表明,新提出的斜置平行四边形基站布局方案在几何精度因子和克拉美-罗下界两个定位精度技术指标上性能优越。 其次,针对目标定位中时差测量受噪声影响大的问题,通过建立时差测量模型,重点研究了包括互相关法、Roth脉冲冲击响应法、平滑相关变换法、相位变换法、HB加权法和最大似然法等6种广义互相关的时差测量方法,和基于Sigmoid函数、概率曲线、箕舌线、双曲正切函数等变步长自适应滤波的时差测量方法,并提出了基于反正切的变步长自适应滤波时差测量方法。仿真结果表明:在无噪声、高斯噪声和有色噪声条件下,六种自适应滤波算法都能较准确地完成时差测量;而直接相关法只能在无噪声和高斯噪声条件下准确测量时差,广义相关法只能在无噪声和有色噪声条件下准确测量时差。 再次,针对目标定位算法精度低的问题,在分析Chan、Taylor和Newton等传统定位算法的基础上,提出了基于粒子群优化及其改进的目标定位方法,并针对Taylor和Newton定位算法对初始值敏感的缺点,相继提出了Chan-Taylor、Chan-Newton等混合定位算法。实验结果表明:Chan及其同Taylor和Newton的混合算法具有较快的定位速度,而提出的基于多样性反馈的分组粒子群目标定位算法具有较高的定位精度。 最后,针对目标定位中预测难的问题,通过Taylor级数展开及线性化处理,实现了扩展Kalman滤波算法。同时,在建立目标飞行轨迹模型的基础上,完成了基于扩展Kalman滤波的目标飞行轨迹修复和落点预测。实验结果表明,轨迹修复和落点预测精度均小于100m。
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN95

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【引证文献】
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1 潘烨炀;郭洁;张林颖;李婷;王鹏;;基于自适应遗传算法的优化布站方法研究[J];国外电子测量技术;2013年06期
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1 吕晶晶;基于加速度传感器的震源定位算法研究[D];中北大学;2012年
2 赵榉云;基于RSSI的射频识别室内定位算法研究[D];中北大学;2012年
【参考文献】
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1 董明荣;许学忠;张彤;李家武;张敏;梁旭斌;;空中炸点三基阵声学定位技术研究[J];兵工学报;2010年03期
2 李唐辉;何永春;;EKF算法在机动模型中的应用研究[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2010年02期
3 诸燕平;黄大庆;李勃;;基于AOA的无线传感器网络节点定位算法[J];传感器与微系统;2010年01期
4 王伟;王华奎;;应用于物流运输的无线传感器网络多点定位技术研究[J];传感器与微系统;2010年11期
5 周邦华;一种高码速率微波锁相调频遥测发射机[J];电讯技术;2002年06期
6 张涛;安玮;周一宇;;主动段弹道定位与跟踪算法[J];弹道学报;2005年04期
7 史金光;徐明友;王中原;张冰凌;;卡尔曼滤波在弹道修正弹落点推算中的应用[J];弹道学报;2008年03期
8 刘利军;韩焱;;基于最小二乘法的牛顿迭代信源定位算法[J];弹箭与制导学报;2006年03期
9 叶建森;张记龙;田二明;;兵器实验场炮弹爆炸点被动声定位系统的技术研究及误差分析[J];弹箭与制导学报;2006年04期
10 庞存锁;韩焱;;水声定位基站分布及目标高度对精度的影响[J];弹箭与制导学报;2007年04期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 王建立;光电经纬仪电视跟踪、捕获快速运动目标技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
2 陈大海;中频数字收发信机的研究与系统实现[D];电子科技大学;2008年
3 毛永毅;无线通信系统定位技术的研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2008年
4 高芳;智能粒子群优化算法研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
5 张宁;利用动态靶标装置的光电经纬仪跟踪性能评价研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑贵强;高码速率微波锁相调频技术研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2003年
2 王丽华;遥测系统(PCM/FM)中频数字接收机技术的研究[D];电子科技大学;2003年
3 刘月华;时差定位无源雷达的系统设计[D];南京理工大学;2003年
4 郭杨;基于时差测量的无线定位技术研究[D];吉林大学;2005年
5 刘治彬;基于GPS技术的飞行目标的信息处理与自动跟踪系统[D];东北林业大学;2005年
6 蔚娜;蜂窝网络中基于TDOA的无线定位算法研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
7 王海军;导弹外弹道测量及GPS技术的应用研究[D];武汉大学;2005年
8 王燕妮;被动声探测定位技术研究[D];中北大学;2006年
9 安然;基于GPS技术的飞行目标自动跟踪系统[D];电子科技大学;2006年
10 张冠武;低空目标声定向方法研究[D];西北工业大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王宏凯;房立清;熊超;;立体五元十字阵定位算法与精度分析[J];兵工自动化;2011年08期
2 李宝珺;陈伟;李宝龙;;战术无线互联网安全模型研究[J];兵工学报;2010年S2期
3 张金;王伯雄;崔园园;柳建楠;张力新;;高精度回波飞行时间测量方法及实现[J];兵工学报;2011年08期
4 陈灿辉;张晓林;;卫星定位和精度因子的改进方法[J];北京航空航天大学学报;2011年04期
5 邹洁;田增山;张河勇;;基于多手持中继的CDMA终端联合定位跟踪系统[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年06期
6 孙冬梅;田增山;罗磊;韩令军;;基站非水平面性对定位误差的影响[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2008年01期
7 张瑞峰;张忠娟;吕辰刚;;基于质心-Taylor的UWB室内定位算法研究[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2011年06期
8 郭雪梅;贾宏光;冯长有;;直流无刷电机位置跟踪的模糊PID控制[J];长春理工大学学报(自然科学版);2008年01期
9 王宏涛;孟令军;;利用互相关法实现无线传感网络节点自定位[J];传感技术学报;2009年08期
10 顾晓婕;王新民;李文超;;多站时差无源定位探测器位置优化[J];传感技术学报;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 陈宏宇;吴会英;赵灵峰;;基于卫星编队时差测量的简易导航系统[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
2 苑文亮;唐小明;朱洪伟;李国君;;一种基于云台控制角反射器的靶标设计[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
3 陈宏宇;吴会英;赵灵峰;陈凡胜;;基于时差测量的卫星编队简易导航系统研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
4 李廷军;任建存;黄盛霖;蔡新举;刘加能;;利用最小二乘估计算法实现无源定位原理研究[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第三分册)[C];2009年
5 董欣远;王苏峰;;QCDKF算法研究及其在小卫星姿态确定中的应用[A];第六届全国信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2012年
6 于军;邓明镜;王星星;;几何精度因子对GPS定位结果的影响[A];第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2012年
7 郁涛;;附加几何条件所得到的平面时差定位解析方程[A];浙江省电子学会2013学术年会论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 乔梁;信源定位的可观测性及跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王忠军;基于GIS的智能高速公路管理关键技术研究与实现[D];解放军信息工程大学;2009年
4 杨天池;单站定位的散射信息几何构造法[D];解放军信息工程大学;2009年
5 许昕;基于滤波技术和粒子群优化的齿轮箱故障诊断研究[D];中北大学;2011年
6 常思江;某鸭式布局防空制导炮弹的飞行弹道特性与控制方案研究[D];南京理工大学;2011年
7 唐续;外辐射源雷达目标跟踪技术研究[D];电子科技大学;2011年
8 张萍;基于群智能优化的运动估计算法研究[D];电子科技大学;2011年
9 范丹丹;单站定位的伪目标动态可行域约束法[D];解放军信息工程大学;2008年
10 钟秋波;类人机器人运动规划关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
2 江民俊;弹上遥测系统若干关键智能传感器信息测量及融合研究[D];南昌航空大学;2010年
3 靳晓强;基于麦克风阵列的移动机器人语音定向技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘汉章;基于FPGA的中频数字接收机设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 周康磊;蜂窝网络中移动台的无线跟踪算法研究[D];西安邮电学院;2010年
6 陆蔺;超声波三维定位与跟踪系统的设计与实现[D];苏州大学;2010年
7 艾中进;RFID时延估计算法的研究[D];南昌大学;2010年
8 张美杨;基于先验信息的蜂窝网无线定位技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 王玲霞;基于空时联合的JTIDS信号特征提取及综合处理研究与实现[D];解放军信息工程大学;2009年
10 宫纪刚;CDMA网络中TSOA/AOA定位技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
【同被引文献】
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1 李剑;景博;;自适应遗传算法在多边多议题协商中的应用[J];北京邮电大学学报;2008年06期
2 马建军,程良奎,蔡路军;爆破应力波的传播及其远区破坏效应研究现状述评[J];爆破;2005年02期
3 王国斌;利奕年;杨文东;;爆炸应力波传播规律与TSP基本原理分析[J];爆破;2010年02期
4 林大超,施惠基,白春华,张奇;爆炸地震效应的时频分析[J];爆炸与冲击;2003年01期
5 程擂;韩焱;王鉴;杜娟;;基于改进HHT的水中爆炸冲击波信号时频特性分析方法[J];爆炸与冲击;2011年03期
6 方震;赵湛;郭鹏;张玉国;;基于RSSI测距分析[J];传感技术学报;2007年11期
7 朱剑;赵海;孙佩刚;毕远国;;基于RSSI均值的等边三角形定位算法[J];东北大学学报(自然科学版);2007年08期
8 石成钢,刘西拉;人工神经元网络在震害预测中的应用[J];地震工程与工程振动;1991年02期
9 刘利军;韩焱;;基于最小二乘法的牛顿迭代信源定位算法[J];弹箭与制导学报;2006年03期
10 黄金凤;韩焱;王黎明;;空中目标时差定位倒三角形布站精度分析[J];弹箭与制导学报;2008年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 余义斌;传感器网络定位算法及相关技术研究[D];重庆大学;2006年
2 毛永毅;无线通信系统定位技术的研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2008年
3 马强;地震预警技术研究及应用[D];中国地震局工程力学研究所;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 安凤平;微震信号识别、定位及其在矿山安全管理中的应用[D];河北工程大学;2011年
2 胡光俊;微震监测在采动地质灾害监控技术中的应用研究[D];武汉科技大学;2011年
3 吕世超;微地震有效事件识别及震源自动定位方法研究[D];中国石油大学;2011年
4 刘玉鹏;爆炸炸点传感器探测系统的研究[D];南京理工大学;2004年
5 蔚娜;蜂窝网络中基于TDOA的无线定位算法研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
6 左国平;地震记录初至拾取方法对比和研究[D];中国地质大学(北京);2006年
7 黄清明;无线定位算法研究[D];山东大学;2007年
8 高畅;基于RSSI的无线传感器网络高速公路定位算法[D];吉林大学;2007年
9 杨汉军;基于小波的爆破震动监测数据去噪研究[D];中南大学;2007年
10 郝青科;基于DSP的震动波数据处理系统研究[D];河北工业大学;2006年
【二级引证文献】
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1 苏京文;邓晖;董金明;;多层天线罩电性能参数的计算与结构优化[J];电子测量技术;2014年07期
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1 裴跃林;随机脉冲信号检测及其分割获取技术研究[D];中北大学;2013年
【二级参考文献】
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1 刘燎原;;基于VHDL语言的汉明码编码器和译码器的设计[J];安徽职业技术学院学报;2006年04期
2 汪润生;移动数据通信与WAP──Internet发展的新动力[J];电信建设;2001年02期
3 何光林;弹载GPS弹道测量系统的设计[J];兵工自动化;2002年05期
4 王中原,王良明;修正弹道飞行稳定性分析[J];兵工学报;1998年04期
5 张飞猛,马春茂;对空射击声学靶脱靶量测试系统的精度分析[J];兵工学报;2000年01期
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7 张士峰,夏胜平,贾沛然;导弹落点精度的综合评定方法[J];兵工学报;2002年02期
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9 陈东明;常桂然;朱志良;;基于声学法弹着点精确定位方法研究[J];兵工学报;2006年03期
10 姜伟伟;高云国;冯栋彦;陈兆兵;;车载光电经纬仪基准平面测角误差修正[J];兵工学报;2009年12期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐春光;非平稳信号的时频分析与处理方法研究[D];西安电子科技大学;1999年
2 张正明;辐射源无源定位研究[D];西安电子科技大学;2000年
3 邹虹;多分量线性调频信号的时频分析[D];西安电子科技大学;2000年
4 姜大志;计算机视觉中三维重构的研究与应用[D];南京航空航天大学;2002年
5 李盾;空间预警系统对目标的定位与预报[D];国防科学技术大学;2001年
6 王海丽;军用侦察卫星星座技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
7 邓平;蜂窝网络移动台定位技术研究[D];西南交通大学;2002年
8 张小凤;双/多基地声呐定位及目标特性研究[D];西北工业大学;2003年
9 李涛;非线性滤波方法在导航系统中的应用研究[D];国防科学技术大学;2003年
10 吴剑;三维高精度光学定位技术及其临床应用[D];清华大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹国强;声定位系统及其数字信号处理技术的研究[D];南京理工大学;2002年
2 陶新;无源定位方法与性能分析[D];电子科技大学;2002年
3 周浩洋;基于麦克风阵列的声源定位方法研究[D];大连理工大学;2002年
4 王立红;基于系统辨识的神经网络学习算法研究[D];大连海事大学;2002年
5 陆晓燕;基于麦克风阵列实现声源定位[D];大连理工大学;2003年
6 张波;可编程动态靶标的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
7 周鹏;基于DSP的视频监控系统[D];西北工业大学;2003年
8 马驰州;声测定位中精确时延估计和后置处理技术[D];南京理工大学;2003年
9 许占伟;基于DSP的被动声定位技术研究[D];南京理工大学;2003年
10 廖选平;简易控制弹道修正理论研究[D];南京理工大学;2003年
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10 陈莹;郑金荣;;基于边界强度的Hausdorff距离及其在目标定位中的应用[J];光电工程;2009年03期
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1 陈托;赵航芳;;利用水平阵声强条纹的目标定位方法研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
2 潘英丽;;回归后的香港国际金融中心:目标定位与发展对策[A];2003年中国经济特区论坛:特区发展与国际化问题学术研讨会论文集[C];2003年
3 龚志辉;;三线阵CCD影像目标定位的研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
4 李忠;;中国教育史研究的目标定位及其发展走向[A];纪念《教育史研究》创刊二十周年论文集(1)——教育史学理论及史学史研究[C];2009年
5 李希富;;会计综合实验室的目标定位与模式选择[A];第九届全国会计信息化年会论文集(下)[C];2010年
6 张永博;王琛;高禄;;视觉记忆引导的目标定位特性研究[A];第十一届全国心理学学术会议论文摘要集[C];2007年
7 梁富洲;;浅析企业内部控制目标的延展[A];中国会计学会高等工科院校分会2007年学术年会暨第十四届年会论文集[C];2007年
8 徐晓林;吕传进;;土地整理的实践与思考[A];“土地整理与城市化”研究文集[C];2003年
9 朱敏;聂健荪;游志胜;;双基地前向散射雷达系统定位精度分析方法[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
10 李姗;李睿;;WSN目标定位跟踪技术研究[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
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1 中国银行业监督管理委员会 胡怀邦 博士;银行监管的目标定位:理论分析与中国选择[N];金融时报;2003年
2 涂欣 刘娟华;车险条款费率改革的目标定位[N];中国保险报;2003年
3 江苏省响水县委常委、组织部长 王正方;公推公选领导干部目标定位应相对前置[N];组织人事报;2005年
4 本报评论员;明确定位奋发有为[N];闽南日报;2006年
5 南京日报记者  宋广玉;人文绿都最能体现南京特色的发展目标定位[N];南京日报;2006年
6 本报记者 张玉;市民热议“两个城市”建设[N];青岛日报;2006年
7 凡德元;长株潭两型社会怎么建?[N];中国环境报;2008年
8 本报记者 刘思远;着力打造一批百亿产业[N];衡阳日报;2010年
9 孙荣飞;国务院批复东北振兴大计确定“四基地一区”目标定位[N];第一财经日报;2007年
10 记者 曾西林实习生 罗见闻;纪念湘南起义和《三大纪律·六项注意》颁布80周年活动将于9月4日至7日举行[N];郴州日报;2008年
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1 姚金杰;基于地面基站的目标定位技术研究[D];中北大学;2011年
2 张琳琳;我国农村转移劳动力教育与培训目标的定位及达成研究[D];辽宁师范大学;2008年
3 刘亮;视频传感器网络中目标定位跟踪问题研究[D];北京邮电大学;2009年
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5 刘颖;中国廉租住房制度创新的经济学分析[D];四川大学;2006年
6 李迎春;航空图像中机场停泊飞行器的识别技术研究[D];吉林大学;2004年
7 毛剑飞;机器人视觉标定及离线编程技术研究[D];浙江大学;2005年
8 曾斌;分布式卫星SAR慢动目标检测及关键技术研究[D];电子科技大学;2006年
9 刘立;基于多尺度特征的图像匹配与目标定位研究[D];华中科技大学;2008年
10 李春燕;中国公共听证制度研究[D];中国政法大学;2007年
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1 赵常胜;职业学校开展研究性学习的研究[D];辽宁师范大学;2005年
2 须海江;星载合成孔径雷达图像目标定位研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2005年
3 高长江;无线传感器网络在目标定位系统中的应用[D];东北大学;2006年
4 王汝臻;初中语文综合性学习实践研究[D];首都师范大学;2006年
5 张海亮;基于无线传感器网络的目标追踪技术研究[D];太原科技大学;2009年
6 曹光植;适用于机器人视觉的算法开发和系统实现[D];浙江大学;2004年
7 王燕;铁水罐号自动识别系统的研究[D];电子科技大学;2005年
8 刘艳丽;被动声探测系统对目标定向、定位算法的研究[D];西北工业大学;2006年
9 徐军保;大学生思想政治教育目标科学定位研究[D];郑州大学;2006年
10 桂文娟;初中阶段学生写作能力目标定位初探[D];华东师范大学;2007年
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