基于静态传感器位置误差的TDOA源定位.pdf

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1、测量与检测技术《电气自动化)2014年第36卷第4期Measurement＆DetectinQTechnics基于静态传感器位置误差的TDOA源定位高红艳(宝鸡文理学院物理与信息技术系，陕西宝鸡721016)摘要：从目前静态传感器的随机误差角度研究了使用到达的时间差异来进行的源定位。开发一个约束加权最小二乘源定位方法，它合并源位置和辅助变量之间的关系作为一种约束。CWLS源定位被表达成一个无限的二次约束优化问题，这是一个非凸问题。通过使用隐藏凸性的原始优化问题，能有效地获得目标优化源定位估计。模拟证明有良好的性能。关键词：源定位；到达

2、的时间差异；加权最小二乘法；非凸问题；约束加权最小二乘法DOI：10．3969／j·issn．1000—3886．2014．04．035[中图分类号]TP312[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2014)04—0103—03SourceLocalizationthroughTDOABasedonStaticSensorPositionErrorGAOHong-yan(DepartmentofPhysicsandInformationTechnology，BaojiUniversityofArts&Science，Baoj

3、iShaanxi721016，China)Abstract：Thispaperpresentsastudyonsourcelocalizationusingtimedifferenceofarrival(TDOA)measurementfromstaticsensorsinthepresenceofrandomerrorsinsensorpositions．WedevelopaCWLS(constrainedweightedleastsquares)sourcelocalizationmethod，whichincorporatest

4、herelationshipbetweenthesourcepositionandanauxiliaryvariableasaconstraint．TheCWLSsourcelocalizationisformulatedasanindefiniteconstrainedquadraticoptimizationproblem—anon-convexproblem．Byemployingthehiddenconvexityoftheoriginaloptimizationproblem-theglobaloptimalsourcelo

5、cationestimatecanbeeficientlyobtmned．Simulationsprovethegoodperformanceoftheproposedmethod．Keywords：sourcelocalization；timedifferenceofarrival；weightedleastsquares；non—convexissue；constrainedweightedleastsquaresO引言小二乘法源定位。第三部分包含一些仿真结果来支持我们的理论研究。第四部分是结论。源定位在信号处理领域受到广泛的关注

6、，因为其在目标跟踪、无线通信和传感器网络等领域有重要应用。在这篇文章1问题的定义中，我们通过被动的静态传感器网络来考虑源定位。现在有很多在一个被动传感器网络中一个未知位置的源u=[，Y，z]，n基于源定位的TDOA方法，基于Taylor系列线性扩张的非线性最个传感器的位置为s?=[x?，，]，i=1，2---n，它们从源位置抓小二乘法，它是通过迭代方式获取的，还有封闭解，它使得取信号。然而真实的传感器位置s。是未知的，都是含有噪声的TDOA非线性方程变成线性方程，加入一个依赖源定位的辅助变sf=[，Y，]，在这：量。这种重组的想法是最

7、初在文献中提出，在文献。中改s=s+(1)进，用未知源位置和辅助变量之间的关系来更好的取得定位。△s是s的位置误差，收集的传感器位置为s=s。+△s，此处s然而，上述方法都是基于传感器位置精确确定的假设。在实=[S，s，⋯，]，相应的误差矢量As=[。，，⋯，]，际中，传感器位置不可能精确地确定，这种现象已经成为研究定它被假设成0均值高斯协方差Q，假设视距信号传播，TDOA在位问题的障碍了。文献[8]详细阐述了甚至一个很小的传相关传感器接收到的信号希望是可用的。让第一个传感器相关，感器位置误差都会引起很大的源定位误差。在这篇论文中，我

8、们TDOA的测量模型被给出如下：考虑源定位和辅助变量之间的关系在加权最小二乘法优化问题tn=fon+l(2)中作为二阶等式约束，以此在目前的随机传感器位置误差源定位t。是传感器i和1之间的TDOA估计，是真实的TDOA，