1 中国计量大学机电工程学院,浙江 杭州 310018
2 浙江省安全工程与技术研究重点实验室,浙江 杭州 310012
3 遂昌县宏昌矿业开发有限公司,浙江 丽水 323300
针对基于测距的无线定位技术中位置解算算法精度不高、计算效率低的问题,提出一种基于Chan与改进麻雀搜索算法的协同定位算法。首先,将Chan算法运用于到达时间(TOA)定位模型估算位置初值;其次,采用SPM复合混沌映射初始化、黄金正弦策略、自适应权重因子、柯西-t扰动以及弹射边界处理改进麻雀搜索算法,有效提高算法的全局搜索能力和收敛精度;最后,在位置初值进行改进麻雀搜索算法迭代计算得到最终位置估计。仿真和实验结果表明,所提算法可提高无线定位精度和定位速度。
遥感 麻雀搜索算法 Chan算法 黄金正弦策略 自适应权重因子 到达时间 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0428003
中国民航大学电子信息与自动化学院,天津 300300
建立了广播式自动相关监视信号S模式的数学模型,分析了到达时间(TOA)估计算法中上升沿测量算法、最优估计测量算法的实现过程和理论精确度。首先,推导验证了单脉冲差分匹配滤波器的理论实现,从脉冲积累角度分析了多脉冲差分匹配滤波器测量TOA的改进算法。然后,针对工程实际中硬件采样带来的估计点时间离散问题,采用多项式拟合算法减小TOA估计误差。最后,仿真分析了各算法的TOA估计性能,并结合定位算法验证了不同算法应用于多点定位系统的有效性。
探测器 多点定位 S模式信号 到达时间 多项式拟合 匹配滤波器 激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1304002
1 江苏城市职业学院 信息工程学院,江苏 南京 210000
2 南京理工大学 电子工程与光电技术学院,江苏 南京 210094
针对混合视距/非视距环境中的移动节点定位,提出一种基于到达时间测量值和误差抑制的定位方案。首先,配备有超宽带无线电的节点随机移动,以收集到达时间测量数据,并执行最短路径距离选择算法得到包括一跳节点距离在内的非视距误差减小后的多跳节点距离;采用多维标度确定节点的初始位置;采用迭代三边测量法和误差积累管理相结合来获得定位节点位置。仿真实验结果表明,提出的定位方案的定位精确度优于其他几种常用方案。
无线传感网络 到达时间 超宽带 最短路径距离选择 有偏卡尔曼滤波 误差抑制 定位精确度 Wireless Sensor Network Time-of-Arrival Ultra-Wide Band(UWB) shortest path selection biased Kalman filter error mitigation localization accuracy 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(6): 1020
1 航天恒星科技有限公司,北京 100080
2 空装驻北京地区第七军事代表室,北京 100086
雷达数据采集存储设备是雷达系统中的重要设备。工程实现中,为了线下实测回波信号的到达时间(TOA),针对雷达采集存储设备中的实测回波信号进行了分析,提出了基于自适应阈值双门限的脉冲重复间隔(PRI)的TOA检测,在收发分时系统中的任意回波数据段中实现PRI的TOA检测,检测速度为11 ms左右;提出了基于滑窗法的合成孔径雷达(SAR)目标回波的TOA检测,有效检测出雷达系统中SAR目标回波的TOA,并进行了仿真验证。
雷达数据采集存储设备 到达时间 自适应阈值双门限法 滑窗法 合成孔径雷达 radar data acquisition and storage equipment Time of Arrival adaptive double-threshold method sliding window Synthetic Aperture Radar 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(3): 386
重庆理工大学电气与电子工程学院, 重庆 400054
为提高室内定位精度,提出一种基于混合到达时间/接收信号强度(TOA/RSS)信息的定位方法。针对室内可见光定位中存在的多径效应造成的定位非线性误差,引入前置无迹卡尔曼滤波的粒子滤波算法,将TOA信息与RSS信息相融合,达到修正非线性误差的目的。然后综合考虑接收端惯性传感参数,对接收端进行运动分析,提升估算坐标的精度。在长宽均为5m、高度为3m的室内进行定位仿真,在12W发光二极管(LED)发射功率下,所提方法获得了平均定位误差为2.02cm的定位精度。仿真结果证明,所提定位方法的定位性能总体优于指纹定位方法和三边定位的RSS定位方法,具有较强的鲁棒性和较低的定位延迟。
光通信 可见光定位 非线性误差 到达时间 信号接收强度 信息融合 惯性传感
中国民航大学电子信息与自动化学院, 天津 300300
为提高定位系统的定位精确度,提出一种前导四脉冲信号差分匹配滤波器到达时间(TOA)估计算法。使用双脉冲和四脉冲信号评估差分匹配滤波器,该算法提高了前导脉冲信号TOA估计精度。从脉冲个数、信噪比(SNR)角度对差分匹配滤波器输出的方均根误差进行对比,得到四脉冲信号TOA估计精确度优于单脉冲信号的结论。在SNR为20 dB时,四脉冲信号的TOA估计精确度达3.8947 ns,远低于国际民航组织规定的时间误差精确度最大值25 ns。天津机场终端区设置的ADS-B接收机接收到的实时数据和同等条件下的仿真数据均验证了所提算法TOA估计的精确度和稳定性。
信号处理 差分匹配滤波器 前导脉冲信号 到达时间 精确度 激光与光电子学进展
2020, 57(21): 210704
1 陆军工程大学石家庄校区导弹工程系, 河北 石家庄 050003
2 河北交通职业技术学院电气与信息工程系, 河北 石家庄 050035
针对室内复杂环境中无线信号在非视距传播时造成的定位精度低的问题,提出一种门限比较加权法(TCW)-Taylor级数展开的联合定位算法。首先通过卡尔曼滤波器实时消除信号到达时间(TOA)测量值中的非视距误差,然后然后在平滑过的TOA值和含测量噪声的信号到达角度(AOA)确定的定位区域内利用TCW计算目标节点的位置,将计算结果作为Taylor级数展开的初值,最后通过迭代求解实现第二次精细定位。仿真实验结果表明,与传统的全质心-Taylor级数展开定位算法和基于最小二乘法的TOA/AOA混合定位算法相比,增加AOA约束条件和对不同的位置点赋予不同的动态权值定位,可以使初始定位结果更加准确,更加接近克拉默-拉奥下界。
遥感 室内定位 到达时间 到达角度 卡尔曼滤波 混合定位 激光与光电子学进展
2019, 56(22): 222802
重庆邮电大学通信与信息工程学院, 重庆 400065
提出了一种基于光子到达时间测量的光子探测阵列信号时隙同步方法。通过测量每个支路不同光子的到达时间, 得到每个光子的到达时间相对于脉冲位置调制时隙位置的偏移量, 统计得到不同偏移量处的光子分布。在频偏存在的情况下, 光子分布更加平坦; 在初始相偏存在的情况下, 光子分布峰值会偏离中心位置。把均方误差或二阶矩作为不同频偏和初始相偏情况下同步程度的衡量标准, 利用搜索的方式实现时隙同步。仿真结果表明, 在计数时钟频率为时隙时钟频率两倍及以上的情况下, 所提方法能实现时隙同步。
光通信 光子到达时间测量 光子探测阵列 光子分布 时隙同步