This paper focuses on the sensor subset optimization problem in time difference of arrival(TDOA) passive localization scenario. We seek for the best sensor combination by formulating a non-convex optimization problem,...This paper focuses on the sensor subset optimization problem in time difference of arrival(TDOA) passive localization scenario. We seek for the best sensor combination by formulating a non-convex optimization problem, which is to minimize the trace of covariance matrix of localization error under the condition that the number of selected sensors is given. The accuracy metric is described by the localization error covariance matrix of classical closed-form solution, which is introduced to convert the TDOA nonlinear equations into pseudo linear equations. The non-convex optimization problem is relaxed to a standard semi-definite program(SDP) and efficiently solved in a short time. In addition, we extend the sensor selection method to a mixed TDOA and angle of arrival(AOA) localization scenario with the presence of sensor position errors. Simulation results validate that the performance of the proposed sensor selection method is very close to the exhaustive search method.展开更多
为解决多平台协同外辐射源无源定位问题,提出了基于到达角(Angle of Arrival,AOA)与到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)的闭合形式定位解算法。在保持两阶段定位闭合形式算法框架不变的前提下,所提算法不仅考虑了AOA与TDOA观...为解决多平台协同外辐射源无源定位问题,提出了基于到达角(Angle of Arrival,AOA)与到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)的闭合形式定位解算法。在保持两阶段定位闭合形式算法框架不变的前提下,所提算法不仅考虑了AOA与TDOA观测噪声对定位造成的不利影响,同时还缓解了传感器位置不确定引起的定位精度恶化问题。数值仿真结果验证了所提算法的高精度定位性能。展开更多
为了解决传统室内定位技术成本较高、稳定性差以及难于部署等问题,提出一种将到达时间(time of arrival,TOA)与到达角(angle of arrival,AOA)相结合的室内定位系统.该系统由定位基站与被控定位单元组成,其特征在于使用对射式布置的超声...为了解决传统室内定位技术成本较高、稳定性差以及难于部署等问题,提出一种将到达时间(time of arrival,TOA)与到达角(angle of arrival,AOA)相结合的室内定位系统.该系统由定位基站与被控定位单元组成,其特征在于使用对射式布置的超声波传感器获取定位基站与被控定位单元之间的距离特征,利用角度传感器获取被控定位单元相对于定位基站的角度特征,以单基站就实现了精确的室内定位过程.分析了该系统基本结构与原理,建立定位与控制模型,在一定范围内对其定点定位精度与跟随定位精度进行了实验验证.实验结果表明:该系统结构简单,易于安装布置,鲁棒性强,在测试范围内的最大定点定位误差不超过5 cm,跟随定位误差不超过15 cm.展开更多
如今的网络安全主要联系于无线传感网络,定位算法的优劣决定了无线传感网络的能力,也就决定了网络安全的能力。分簇定位算法具有能量效率高、可扩展性好、简单可行的优点,但是分簇算法属于一种模糊定位算法,不具有较高的精度。此外,分...如今的网络安全主要联系于无线传感网络,定位算法的优劣决定了无线传感网络的能力,也就决定了网络安全的能力。分簇定位算法具有能量效率高、可扩展性好、简单可行的优点,但是分簇算法属于一种模糊定位算法,不具有较高的精度。此外,分簇算法的簇首替换如果在全局范围内进行选择,很容易造成高消耗。AOA(angle of arrival)算法在复杂环境中具有精确的定位能力。文章通过运用AOA测距算法,使分簇算法的每个节点具有自探测能力,通过节点相对夹角,用坐标算法算出相应于簇首的坐标。为了让能量消耗低于普通分簇算法,文章根据完全图中能量有效原理,让分簇只在初始时进行一次,在每个簇内无簇首或能量低时,对簇首进行重选举,再将信息发送给总簇。Matlab仿真实验表明,文章算法实现了range-based的分簇定位算法,且保留了快速部署、能量效率高、高精度的优点。根据实验,文章算法适用于不松散部署的无线传感网络。展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundation of China under Grant (61631015, 61501354 61471395 and 61501356)the Key Scientific and Technological Innovation Team Plan (2016KCT-01)the Fundamental Research Funds of the Ministry of Education (7215433803 and XJS16063)
文摘This paper focuses on the sensor subset optimization problem in time difference of arrival(TDOA) passive localization scenario. We seek for the best sensor combination by formulating a non-convex optimization problem, which is to minimize the trace of covariance matrix of localization error under the condition that the number of selected sensors is given. The accuracy metric is described by the localization error covariance matrix of classical closed-form solution, which is introduced to convert the TDOA nonlinear equations into pseudo linear equations. The non-convex optimization problem is relaxed to a standard semi-definite program(SDP) and efficiently solved in a short time. In addition, we extend the sensor selection method to a mixed TDOA and angle of arrival(AOA) localization scenario with the presence of sensor position errors. Simulation results validate that the performance of the proposed sensor selection method is very close to the exhaustive search method.
文摘为解决多平台协同外辐射源无源定位问题,提出了基于到达角(Angle of Arrival,AOA)与到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)的闭合形式定位解算法。在保持两阶段定位闭合形式算法框架不变的前提下,所提算法不仅考虑了AOA与TDOA观测噪声对定位造成的不利影响,同时还缓解了传感器位置不确定引起的定位精度恶化问题。数值仿真结果验证了所提算法的高精度定位性能。
文摘为了解决传统室内定位技术成本较高、稳定性差以及难于部署等问题,提出一种将到达时间(time of arrival,TOA)与到达角(angle of arrival,AOA)相结合的室内定位系统.该系统由定位基站与被控定位单元组成,其特征在于使用对射式布置的超声波传感器获取定位基站与被控定位单元之间的距离特征,利用角度传感器获取被控定位单元相对于定位基站的角度特征,以单基站就实现了精确的室内定位过程.分析了该系统基本结构与原理,建立定位与控制模型,在一定范围内对其定点定位精度与跟随定位精度进行了实验验证.实验结果表明:该系统结构简单,易于安装布置,鲁棒性强,在测试范围内的最大定点定位误差不超过5 cm,跟随定位误差不超过15 cm.
文摘如今的网络安全主要联系于无线传感网络,定位算法的优劣决定了无线传感网络的能力,也就决定了网络安全的能力。分簇定位算法具有能量效率高、可扩展性好、简单可行的优点,但是分簇算法属于一种模糊定位算法,不具有较高的精度。此外,分簇算法的簇首替换如果在全局范围内进行选择,很容易造成高消耗。AOA(angle of arrival)算法在复杂环境中具有精确的定位能力。文章通过运用AOA测距算法,使分簇算法的每个节点具有自探测能力,通过节点相对夹角,用坐标算法算出相应于簇首的坐标。为了让能量消耗低于普通分簇算法,文章根据完全图中能量有效原理,让分簇只在初始时进行一次,在每个簇内无簇首或能量低时,对簇首进行重选举,再将信息发送给总簇。Matlab仿真实验表明,文章算法实现了range-based的分簇定位算法,且保留了快速部署、能量效率高、高精度的优点。根据实验,文章算法适用于不松散部署的无线传感网络。
