导弹发射井人员跟踪定位系统研究
发布时间：2021-11-27 13:39
导弹武器是我国的重要威慑力量,部分导弹采用井下发射的方式,指挥中心实时获得发射井内人员和物品位置情况对指挥决策、抢险救援具有重要意义。目前使用的定位方式主要为卫星定位,但是由于发射井处于地下,井内环境复杂,卫星定位系统应用于发射井内会出现定位不准确、搜星失败等现象。基于无线传感器网络的定位技术可以使用在类似于发射井的室内环境,但是在以无线传感器网络为基础的定位应用中,需要采集和处理大量的数据,且需要观测的数据受环境影响较大导致实际的定位系统功耗大、精度不高、续航能力弱、实时性不好等问题。本文围绕导弹发射井这一具体环境,在深入研究国内外无线网络定位技术的基础上,针对现有室内定位算法和定位系统存在的问题,以压缩感知为基础完成一套各项性能指标达到导弹发射井定位要求的定位系统,主要工作如下:1.对目前国内外无线网络定位技术、定位方法、压缩感知理论进行了全面介绍和深入研究,分析了无线网络定位存在的问题,提出了改进方向。2.实现了一种定位算法,该算法充分利用稀疏先验来减小定位过程的运算量,将网格的多目标定位问题转化为压缩感知重构问题,大大减少了数据采集量和无线网络数据通信量并将主要计算量转移到计算...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?Ｚｉｇｂｅｅ协议栈??Ｆｉｇ．２－１?Ｚｉｇｂｅｅ?Ｐｒｏｔｏｃｏｌ?ｓｔａｃｋ??
观测矩阵性??能的好坏对原始信号的重构起着至关重要的作用。??在设计观测矩阵时，构造的观测矩阵应该在采样尽可能少的观测值的条件??下，保证能从这些少量的观测值中准确恢复出原始信号。观测过程是计算原始??信号Ｘ在观测矩阵Ｏ的Ｍ个行向量Ｍ上的投影＝＜?＞?（／?＝?１，２，…，Ｍ）??的过程。将这Ｍ个观测值ｙ，组＾起来构成一个Ｍｘｌ的观测向量??ｙ?＝?并且代入公式（２－１），得到如下公式：??Ｙ?＝?ＯＡ＂?＝?＝?ＱＳ?（２－３）??式（２－３）中？＝ＯＰ是ＭｘＴＶ维矩阵。图２－３大致概括了整个稀疏化过程和??观测过程。图中ａ、ｂ分别表示完整的和用０表示的稀疏化过程和观测过程。ｂ??中用黑框标注的位置对应稀疏度为４的Ｓ中非零元素的位置。??ｙ?中?屮?ｓ?ｙ?０?ｓ??十獨＿胃卜！肺??（ａ）?ｘ?．?（ｂ）??图２－３压缩感知的稀疏化和观测过程??Ｆｉｇ．２－３?Ｓｐａｒｓｅ?ｏｆ?ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ?ｓｅｎｓｉｎｇ?ａｎｄ?ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??从式（２－３）可以看出原始信号Ｘ的重构过程是解线性代数问题，但是由于??未知数数目大于方程数目（Ｍ＜Ａ〇，所以式（２－３）是欠定的，难以求得唯一??的解，但是压缩感知理论为上述方程的求解提供了可能性。由上图可以看出，??在压缩感知中，观测向量７是？中尤（尤为系数向量Ｓ的稀疏度）个列向量的??－１６－??
?哈尔滨理工大学工学硕士学位论文???第３章基于压缩感知的导弹发射井定位算法研究??根据前两章的分析可知，由于室内环境复杂，存在多径效应、阴影衰落、??干扰的影响，目标节点与ＲＳＳ值并不是一一映射的关系。由于信号传播模型是??一个经验模型，所以传统的使用信号传播模型计算参考节点与目标节点间的距??离从而求解目标节点坐标的定位方法往往会造成较大的误差。基于指纹匹配的??定位方法能更准确的反映ＲＳＳ值与目标节点坐标的关系，应用到室内定位系统??中能提高定位精度。本章提出的利用压缩感知原理进行定位的方法使用了指纹??匹配的方法，结合压缩感知理论，将无线传感器定位问题转换为系数信号的重??构问题。??３．１定位系统结构与工作原理??３．１．１定位系统结构??导弹发射井是一种地下设施，由设备室与井筒连接构成整体。设备室一般??分为两层，井筒则根据导弹型号分为６到１０层不等。在发射井内定位时，只需??要确定人员或物品在哪一层的哪一个位置，所以空间定位问题转换为发射井内??每一层的二维平面的定位问题。图３－１为导弹发射井示意图。??麵Ｉ??图３－１导弹发射井??Ｆｉｇ．３－１?Ｍｉｓｓｉｌｅ?Ｓｉｌｏ??－２３－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]无线传感器网络故障管理架构设计方法概述[J]. 彭宇,宋佳,彭喜元. 电子测量与仪器学报. 2009(11)
[2]无线传感器网络中的自身定位系统和算法[J]. 王福豹,史龙,任丰原. 软件学报. 2005(05)
硕士论文
[1]基于RFID的室内定位系统的研究和设计[D]. 李俊.电子科技大学 2009
本文编号：3522404
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?Ｚｉｇｂｅｅ协议栈??Ｆｉｇ．２－１?Ｚｉｇｂｅｅ?Ｐｒｏｔｏｃｏｌ?ｓｔａｃｋ??
观测矩阵性??能的好坏对原始信号的重构起着至关重要的作用。??在设计观测矩阵时，构造的观测矩阵应该在采样尽可能少的观测值的条件??下，保证能从这些少量的观测值中准确恢复出原始信号。观测过程是计算原始??信号Ｘ在观测矩阵Ｏ的Ｍ个行向量Ｍ上的投影＝＜?＞?（／?＝?１，２，…，Ｍ）??的过程。将这Ｍ个观测值ｙ，组＾起来构成一个Ｍｘｌ的观测向量??ｙ?＝?并且代入公式（２－１），得到如下公式：??Ｙ?＝?ＯＡ＂?＝?＝?ＱＳ?（２－３）??式（２－３）中？＝ＯＰ是ＭｘＴＶ维矩阵。图２－３大致概括了整个稀疏化过程和??观测过程。图中ａ、ｂ分别表示完整的和用０表示的稀疏化过程和观测过程。ｂ??中用黑框标注的位置对应稀疏度为４的Ｓ中非零元素的位置。??ｙ?中?屮?ｓ?ｙ?０?ｓ??十獨＿胃卜！肺??（ａ）?ｘ?．?（ｂ）??图２－３压缩感知的稀疏化和观测过程??Ｆｉｇ．２－３?Ｓｐａｒｓｅ?ｏｆ?ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ?ｓｅｎｓｉｎｇ?ａｎｄ?ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??从式（２－３）可以看出原始信号Ｘ的重构过程是解线性代数问题，但是由于??未知数数目大于方程数目（Ｍ＜Ａ〇，所以式（２－３）是欠定的，难以求得唯一??的解，但是压缩感知理论为上述方程的求解提供了可能性。由上图可以看出，??在压缩感知中，观测向量７是？中尤（尤为系数向量Ｓ的稀疏度）个列向量的??－１６－??
?哈尔滨理工大学工学硕士学位论文???第３章基于压缩感知的导弹发射井定位算法研究??根据前两章的分析可知，由于室内环境复杂，存在多径效应、阴影衰落、??干扰的影响，目标节点与ＲＳＳ值并不是一一映射的关系。由于信号传播模型是??一个经验模型，所以传统的使用信号传播模型计算参考节点与目标节点间的距??离从而求解目标节点坐标的定位方法往往会造成较大的误差。基于指纹匹配的??定位方法能更准确的反映ＲＳＳ值与目标节点坐标的关系，应用到室内定位系统??中能提高定位精度。本章提出的利用压缩感知原理进行定位的方法使用了指纹??匹配的方法，结合压缩感知理论，将无线传感器定位问题转换为系数信号的重??构问题。??３．１定位系统结构与工作原理??３．１．１定位系统结构??导弹发射井是一种地下设施，由设备室与井筒连接构成整体。设备室一般??分为两层，井筒则根据导弹型号分为６到１０层不等。在发射井内定位时，只需??要确定人员或物品在哪一层的哪一个位置，所以空间定位问题转换为发射井内??每一层的二维平面的定位问题。图３－１为导弹发射井示意图。??麵Ｉ??图３－１导弹发射井??Ｆｉｇ．３－１?Ｍｉｓｓｉｌｅ?Ｓｉｌｏ??－２３－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]无线传感器网络故障管理架构设计方法概述[J]. 彭宇,宋佳,彭喜元. 电子测量与仪器学报. 2009(11)
[2]无线传感器网络中的自身定位系统和算法[J]. 王福豹,史龙,任丰原. 软件学报. 2005(05)
硕士论文
[1]基于RFID的室内定位系统的研究和设计[D]. 李俊.电子科技大学 2009
本文编号：3522404
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3522404.html
