基于二次相关的无源时差定位研究

发布时间：2020-06-13 14:41

【摘要】：本文在详细学习、研究了大量有关无源时差定位算法文献的基础上,对时差定位中的核心问题时延估计的基础互相关算法及其改进算法二次相关算法的相关基础知识、算法原理和计算流程做了详细地介绍。并对已有的常见二次相关算法的改进算法进行了总结和阐述。在对二次相关算法的基础知识、性质以及算法本身做了深入的研究后,对于相关函数类时延估计算法计算时延时,需要信噪比较好的数据包,但缺乏相应地质量评价方法问题,提出了一种对照二次相关方法。该方法在二次相关算法的基础上,结合互相关函数的性质,设立了一组对照二次相关组,简称对照组;对原二次相关算法,简称原始组。由于原始组需要两个信号并对其中一个信号做自相关,在对照组中,取在原始组中未做自相关的信号,并对该信号做自相关。在其余时延估计过程中,通过利用互相关函数的性质,对后续过程做出相应的调整,使得在理想无噪声影响时,对照组可以和原始组获得相同的时延值。随后对该对照二次相关方法的基础上做了进一步的改进,改进后减少了一次互相关运算。在实际含有噪声的情况下,如果不同监测设备之间的距离较远,不同监测设备之间的噪声相对独立,所以可以认为不同监测设备接收到的信号所携带的噪声是独立的。当信噪比较低时,原始组和对照组计算结果会有差异,通过这种差异可以对数据包的质量好坏进行评价。本文首先通过仿真,对对照二次相关方法的判断阈值做了初步的选择,并给出了该判断阈值。随后通过实测数据对本文提出的对照二次相关方法及判断阈值的检测能力进行了验证。验证结果表明本文提出的对照二次相关方法及判断阈值可以满足实际应用的要求。对于通过对照二次相关方法筛选出的较好的数据包,在利用二次相关对实际数据包进行时延估计时可能存在的多个最大峰值点问题和利用快速傅立叶变换进行计算存在的栅栏效应问题。本文结合多项式拟合对二次相关计算结果的峰值点进行拟合,将计算结果的精度推进到亚采样点级别,以便求解出更加精确的峰值位置,从而获得更高的时延估计精度。在对利用多项式拟合对二次相关算法计算结果峰值点拟合时,由于峰值过大造成拟合困难的问题,提出了通过对待拟合点进行线性归一化后再进行多项式拟合的解决方法。最后通过实测数据验证了基于多项式拟合的二次相关算法的有效性及优越性。该算法可以较好地解决多个最大峰值点问题和栅栏效应问题,并且在数据包质量较好的条件下,与二次相关算法相比可以获得更加精准的时延值。
【图文】：

一定的总结与阐述。介绍介绍了双曲线法，这是时差定位的核心思想，后续的理的。其次，介绍了信号的自相关函数、互相关函数以及关函数是相关函数类算法计算时延的理论工具，而相关理论基础。基于双曲线的定义来对目标源进行定位的方法。双曲线内与两个定点（双曲线的焦点）1F 、2F 的距离的差的绝且该常数小于这两个定点间的距离1 2F F )的轨迹称为双差的绝对值为定长的点的轨迹叫做双曲线。用公式表示1 2PF PF 2a 为双曲线上的点。

图 2.4 栅栏效应示意图图 2.4 所示，假定实际中真实的时延位置为DN ，，然而由于 FFT 的影响使中无法取到 ，在本次示意图中，按照峰值点来计算，时延估值是真实点DN R 。由于这个问题，会导致时延估计的结果始终有一定的误差。见的二次相关改进方法果想要提高定位的精度，从硬件方面来说，可以通过增加设备带宽、提高点数或者使用更加好的接收设备以获得更好的接收信噪比等方法来提高度，从而提升定位结果的精度。在硬件设备条件一定的情况下，通常只能来进行改进。本小节主要对已有文献中，针对二次相关的常见改进算法做广义加权函数于现实中噪声等环境因素的影响，使用互相关算法可能会出现虚假的峰或，造成估计误差。为了解决这种问题，最常使用的方法是，通过加权函数
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN95

【参考文献】

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本文编号：2711327