一种海上落点声学测量基站优化布设方法
发布时间：2021-08-10 21:13
落点测量精度是高速目标入水试验考核的重要指标,当测量系统观测误差保持不变时,基站布设方式将影响落点测量精度。以典型四基站分布为例,研究了基于时延差无源定位体制的多基站规则布设和不规则布设对定位精度的影响;通过改变基线长度和布站形式,分析了规则布站条件下不同区域落点测量精度分布规律;针对不规则布站形式,提出了一种基于模拟退火算法的海上落点测量声基阵优化布设方法。方法以定位偏差量作为目标函数,通过模拟高温物体退火过程找到最优布站位置。仿真结果表明,和规则布站方式相比,利用模拟退火算法对基站进行优化布设能够获取较高的定位精度,为高速目标海上落点测量系统设计及基站合理布设提供参考依据。
【文章来源】：计算机仿真. 2020,37(11)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
基站分布及落区示意图
不同基线长度及不同布站形式下定位精度分布情况
式中,(X,Y)为落点位置, (X^ , Y^ ) 为计算得到的落点位置。由于坐标初始值选取对算法影响不大,不妨设定基站初始坐标为图3(a)中三角形符号所表示的位置。将基站坐标随机扰动范围限定在[-5km～5km],如图3(a)中黄色区域。设置内循环迭代步数上限L=1000。算法中退火的最大温度(即初始温度)可通过式(8)计算得到,Tmax=100,最小温度设为一足够小的值。图3(b)为算法的收敛情况,当外循环迭代次数达到90次时,相邻目标函数值E变化很小,基本达到稳定状态,此时得到的基站坐标可作为最优位置。基站优化后的坐标为图3(c)中星号表示位置。表2为基站优化前后坐标值及位置偏差统计情况,可以看出,将优化后的基站坐标带入到TDOA无源定位算法中,求解的定位精度要优于规则布站。
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋声速起伏对声传播及定位精度影响分析[J]. 张志伟,孙翱,张旭. 海洋技术学报. 2019(03)
[2]高速运动目标深海落点测量精度仿真分析[J]. 张志伟,孙翱,张旭,辛健. 指挥控制与仿真. 2019(06)
[3]深海声传播信道和目标被动定位研究现状[J]. 杨坤德,李辉,段睿. 中国科学院院刊. 2019(03)
[4]利用模拟退火算法反演多波束测量声速剖面[J]. 张志伟,暴景阳,肖付民,辛键. 武汉大学学报(信息科学版). 2018(08)
[5]基于l0范数的匹配场源定位方法[J]. 王彪,蒋亚立,戴跃伟. 南京大学学报(自然科学). 2017(04)
[6]基于GDOP的多基地雷达布站优化研究[J]. 牛超,张永顺. 现代防御技术. 2013(03)
[7]Practical constrained least-square algorithm for moving source location using TDOA and FDOA measurements[J]. Huagang Yu 1,2,* , Gaoming Huang 1 , Jun Gao 1 , and Bo Yan 1 1. College of Electronic Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, P. R. China; 2. Marine Communication Technology Institute, Beijing 100841, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2012(04)
[8]靶场测控多传感器的布站优化综述[J]. 郭伟锋,姜震,张政超. 舰船电子工程. 2011(04)
[9]多站时差无源定位探测器位置优化[J]. 顾晓婕,王新民,李文超. 传感技术学报. 2011(01)
博士论文
[1]运动观测站测时无源定位新方法研究[D]. 刘洋.国防科学技术大学 2016
硕士论文
[1]水下目标被动定位系统关键技术研究[D]. 焦小涛.西安工业大学 2013
本文编号：3334791
【文章来源】：计算机仿真. 2020,37(11)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
基站分布及落区示意图
不同基线长度及不同布站形式下定位精度分布情况
式中,(X,Y)为落点位置, (X^ , Y^ ) 为计算得到的落点位置。由于坐标初始值选取对算法影响不大,不妨设定基站初始坐标为图3(a)中三角形符号所表示的位置。将基站坐标随机扰动范围限定在[-5km～5km],如图3(a)中黄色区域。设置内循环迭代步数上限L=1000。算法中退火的最大温度(即初始温度)可通过式(8)计算得到,Tmax=100,最小温度设为一足够小的值。图3(b)为算法的收敛情况,当外循环迭代次数达到90次时,相邻目标函数值E变化很小,基本达到稳定状态,此时得到的基站坐标可作为最优位置。基站优化后的坐标为图3(c)中星号表示位置。表2为基站优化前后坐标值及位置偏差统计情况,可以看出,将优化后的基站坐标带入到TDOA无源定位算法中,求解的定位精度要优于规则布站。
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋声速起伏对声传播及定位精度影响分析[J]. 张志伟,孙翱,张旭. 海洋技术学报. 2019(03)
[2]高速运动目标深海落点测量精度仿真分析[J]. 张志伟,孙翱,张旭,辛健. 指挥控制与仿真. 2019(06)
[3]深海声传播信道和目标被动定位研究现状[J]. 杨坤德,李辉,段睿. 中国科学院院刊. 2019(03)
[4]利用模拟退火算法反演多波束测量声速剖面[J]. 张志伟,暴景阳,肖付民,辛键. 武汉大学学报(信息科学版). 2018(08)
[5]基于l0范数的匹配场源定位方法[J]. 王彪,蒋亚立,戴跃伟. 南京大学学报(自然科学). 2017(04)
[6]基于GDOP的多基地雷达布站优化研究[J]. 牛超,张永顺. 现代防御技术. 2013(03)
[7]Practical constrained least-square algorithm for moving source location using TDOA and FDOA measurements[J]. Huagang Yu 1,2,* , Gaoming Huang 1 , Jun Gao 1 , and Bo Yan 1 1. College of Electronic Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, P. R. China; 2. Marine Communication Technology Institute, Beijing 100841, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2012(04)
[8]靶场测控多传感器的布站优化综述[J]. 郭伟锋,姜震,张政超. 舰船电子工程. 2011(04)
[9]多站时差无源定位探测器位置优化[J]. 顾晓婕,王新民,李文超. 传感技术学报. 2011(01)
博士论文
[1]运动观测站测时无源定位新方法研究[D]. 刘洋.国防科学技术大学 2016
硕士论文
[1]水下目标被动定位系统关键技术研究[D]. 焦小涛.西安工业大学 2013
本文编号：3334791
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3334791.html
