復雜因素影響下的定位跟蹤問題研究.pdf

1、隨著無線通信技術、傳感器技術、信息處理和計算能力的迅猛發(fā)展，無線傳感器網絡和移動通信網絡已成為學術界和工業(yè)界的研究熱點，并在越來越多的領域得到廣泛應用，如環(huán)境監(jiān)測、先進制造、電子醫(yī)療、位置服務等等。無論在無線傳感器網絡中還是移動通信網絡中，位置信息是眾多應用的基礎前提，定位技術也是現代通信網絡的一個基礎支撐技術。而作為無線傳感器網絡的一個重要應用，目標跟蹤無論在軍事和民用上都起著十分重要的作用。因此定位技術和跟蹤技術受到了國內外學者的廣

2、泛關注和大量研究。
　　算法設計一直是定位與跟蹤技術的研究重點。研究者也已經提出了大量的定位跟蹤算法。然而實際環(huán)境中的多種復雜因素，如非視距傳輸、多徑效應等，給定位跟蹤帶來了諸多挑戰(zhàn)。由于信號受到復雜因素的影響，傳輸特性發(fā)生改變，無論從測量噪聲到觀測量模型等多方面都變得比較復雜，從而令基于簡單測量模型假設的算法不再適用，存在魯棒性較差、計算復雜度高、定位精度不高等缺點。本文考慮復雜因素對傳感器測量的影響，對定位跟蹤進行了不同方面的

3、研究，總結如下:
　　1.介紹了定位跟蹤技術的研究現狀以及復雜因素影響下的定位跟蹤面臨的挑戰(zhàn)。
　　2.研究乘性噪聲模型下的定位跟蹤問題。與一般的加性噪聲不同，考慮了一種更加一般的乘性噪聲測量模型?；诳死懒_下界，推導并分析了此種噪聲模型下的定位精度及其相關性質。并利用實驗驗證了此種噪聲模型的合理性。實驗結果表明，與加性噪聲相比，乘性噪聲是不可忽略的。針對移動傳感器網絡中的目標跟蹤問題，提出了節(jié)點調度策略，包括任務節(jié)點的選

4、擇策略和移動策略。最后用仿真說明所提出的節(jié)點調度策略可以令目標跟蹤達到較高精度。
　　3.研究了有界噪聲模型下的傳感器網絡節(jié)點定位問題?？紤]了一種更加一般的測量噪聲模型，即假設測量噪聲有界且噪聲的界已知，進而將定位問題描述為一個非凸優(yōu)化問題來最小化最大估計誤差。利用凸松弛，將非凸優(yōu)化問題轉化為一個凸優(yōu)化問題，并將其對偶問題轉化為一個半定規(guī)劃問題。從幾何上給出了所研究的定位問題的物理意義。提出了一個分布式算法，并從理論上證明了算法的

5、收斂性。最后通過大量的仿真結果說明了所提出的集中式和分布式算法的性能。
　　4.研究了概率非視距環(huán)境中的定位問題。結合距離相關的視距/非視距概率，提出了一種極大似然估計定位算法。從理論上推導了一般視距/非視距概率模型和非視距偏差模型下的克拉美羅下界。經過數值分析得到非視距傳輸對定位性能的影響。最后利用真實的實驗測量數據，驗證了所提出的定位算法的性能。
　　5.研究了多目標跟蹤系統的數據關聯問題?？紤]由于目標大小的影響，造成相