多传感器无源定位最佳布站方法研究.doc

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1、多站虚拟量测变换均值无源定位算法何友王本才(海军航空工程学院信息融合技术研究所,烟台,264001)摘要:在多站无源均值定位算法中，为了解决部分传感器间夹角过大或过小所导致的定位精度下降问题，提出一种基于虚拟量测变换的多传感器管理无源定位算法。首先在全局坐标系下分析了传感器间夹角对GDOP的影响，进而得到双站获得较好定位精度的夹角约束关系；其次针对不满足该约束关系的传感器组合提出一种虚拟量测变换定位算法，通过空间管理的方法达到对传感器的优化布站，并结合算法的实施步骤对其原理及特点进行了理论分析，尤其对变换前后的交点精度进行了比较。仿真结果表明

2、虚拟量测算法的定位精度要明显优于均值算法，进而说明该算法的有效性及传感器管理在多站无源定位中的重要作用。关键词:无源定位;参考点;传感器管理;GDOP;虚拟量测;夹角中图分类号:TN953+.5；TN953+.7文献标志码：AAmulti-sensorMEpassivelocalizationalgorithmbasedonvirtualmeasurementtransformHeYou,WangBencai(InstituteofInformationFusion,NavalAeronauticalandAstronauticalUnive

3、rsity,Yantai,264001,China)Abstract:TosolvethelocalizationprecisiondescendingaboutMEalgorithmwhenthecutanglesbetweenpartialsensorpairsaretoosmallorbiginamulti-sensorsystem,amulti-sensormanagementpassivelocalizationalgorithmbasedonvirtualmeasurementtransform(VMT)ispresented.T

4、heeffectofcutangleontheGDOPisanalyzedinglobalcoordinatesystemfirstly,andthecutanglerestrictionrelationshipisobtainedfromwhichthebetterlocalizationprecisionofdual-sensorsystemcanbeachieved.Secondly,theVMTlocalizationalgorithmispresentedwhencertainsensorpairsdonotsatisfyabove

5、restrictionrelationship,whichcandeploysensorinanoptimalwaybymeansofsensorspacemanagement.Theprincipleandcharacteristicsofthealgorithmareanalyzed,especiallytheprecisionofintersectionwhichafterandbeforetransformarecomparedfromtheperspectiveofGDOP.Simulationresultsindicatethat

6、theperformanceofVMTalgorithmexcelsthatofMEalgorithmremarkably,whichverifiesitandtheimportantrolethatsensormanagementplaysinmulti-sensorpassivelocalization.Keywords:passivelocalization;referencepoint;sensormanagement;GDOP;virtualmeasurement;cutangle8引言基金项目:国家自然科学基金(61032001)

7、资助项目;国家自然科学基金(60972159)资助项目;国家自然科学基金(61002006)资助项目。多站无源定位由于具有定位精度好、定位速度快等优点[1-3]，在军事及民事等方面均有广泛的应用[4-6]。均值估计(meanestimation,ME)是一种经典的多站无源定位算法。由Markov定理可知，该算法是一种均方误差最小意义下的无偏估计；在满足切比雪夫条件的情况下，算法具有估计的一致性[7]，即传感器数量越多算法的估计精度越高。但是工程实际表明，不同的传感器配置形式对ME算法的定位精度影响很大；尤其在传感器数量较多或多目标情况下，该算

8、法很难获得较好的定位精度。有很多文献对多站无源定位的最佳配置形式进行了研究[8-11]，并能够在多机动传感器、固定目标的定位环境下得到较好应用；但就多固定传感器、机