网格化无线电监测网定位算法研究

发布时间：2017-09-05 06:45

  本文关键词：网格化无线电监测网定位算法研究

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【摘要】：蓬勃发展的无线电新技术、新业务已经广泛应用于社会生产的各个领域和人民生活中,无线电技术设备正朝着高频率、宽带化、小功率方向发展,在使用无线电设备时便会产生各种干扰。随着我国城市化进程的不断加快,城市高楼林立、环境复杂,传统的无线电监测网只能完成覆盖区域内较强信号的测向定位,其监测盲区多、定位精度低等现象日趋凸显,于是,网格化无线电监测网应运而生,而一种性能优良的定位算法则是提高系统定位性能的有力支撑。本文首先介绍了网格化无线电定位技术的基本原理和常用方法,由于TDOA定位技术具有定位精度高、系统简单、单站投资少等突出优势,选取其作为研究优化对象,推导建立了双曲线数学模型,在此基础上,对Fang算法、Chan算法和Taylor级数展开算法这三种经典的TDOA定位算法进行了详细的演算推导,分析了各自优缺点和适用场景,并对其定位性能进行了仿真比较。针对网格化无线电监测网采集数据量大、对定位精度要求高等特点,本文对遗传算法进行了改进并运用到网格化无线电监测定位中。首先介绍了遗传算法的基本原理、操作流程和基本步骤,随后推导建立了基于遗传算法的TDOA定位模型,给出了算法实现,并分别在高斯环境和COST259信道环境下进行了仿真实验。仿真表明：与Fang算法、Chan算法和Taylor级数展开算法相比,本文改进的遗传算法具有更高的定位精度和更稳健的定位性能,能有效提高网格化无线电监测系统的定位性能。
【关键词】：网格化 无线电定位 TDOA 遗传算法
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN98
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题背景及研究目的和意义8-10
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国外研究现状10-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 论文研究的内容及其组织结构13-14
• 第2章 网格化无线电定位原理概述14-24
• 2.1 网格化无线电监测网网格划分及站点分布14-15
• 2.2 影响无线电定位精度的主要因素15-17
• 2.2.1 多径传播15-16
• 2.2.2 非视距传播16
• 2.2.3 其他误差来源16-17
• 2.3 无线电定位的基本原理17-21
• 2.3.1 基于接收信号强度的定位原理17
• 2.3.2 基于到达角度的定位原理17-18
• 2.3.3 基于到达时间定位原理18-19
• 2.3.4 基于到达时间差的定位原理19-21
• 2.3.5 混合定位原理21
• 2.4 无线电定位信道模型21-22
• 2.5 无线电定位性能评价标准22-23
• 2.5.1 定位精度22-23
• 2.5.2 定位时间与定位复杂度23
• 2.6 本章小结23-24
• 第3章 TDOA定位算法性能指标分析24-40
• 3.1 TDOA定位技术在网格化无线电监测网中的优势24-25
• 3.2 TDOA定位算法的数学模型25-27
• 3.2.1 最小二乘(LS)表示25-26
• 3.2.2 双曲线数学模型26-27
• 3.3 TDOA定位算法的三种典型定位算法27-31
• 3.3.1 Fang算法27-29
• 3.3.2 Chan算法29-30
• 3.3.3 Taylor级数展开算法30-31
• 3.4 三种典型定位算法的性能分析31-38
• 3.4.1 高斯环境中的性能比较32-35
• 3.4.2 COST259信道环境下的性能比较35-38
• 3.5 本章小结38-40
• 第4章 基于遗传算法的TDOA定位技术40-56
• 4.1 遗传算法原理概述40-45
• 4.1.1 遗传算法基本原理40-41
• 4.1.2 遗传算法的优点41-42
• 4.1.3 遗传算法基本流程和步骤42-45
• 4.2 利用遗传算法改进的TDOA定位45-50
• 4.2.1 基于遗传算法的TDOA定位原理概述45-46
• 4.2.2 基于遗传算法的TDOA定位模型46-48
• 4.2.3 基于遗传算法的TDOA定位实现48-50
• 4.3 算法性能仿真比较50-55
• 4.3.1 高斯环境中的性能比较50-52
• 4.3.2 COST259信道环境中的性能比较52-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第5章 总结与展望56-58
• 5.1 工作总结56-57
• 5.2 进一步研究工作及展望57-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果62-63
• 致谢63

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本文编号：796476