【摘 要】
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伴随着无线通信技术的迅速发展和广泛应用,地理位置信息在民用和军事领域中越来越引起重视。目前,全球定位系统(Global Positioning System,GPS)和北斗系统(Bei Dou Navigation Satellite System,BDS)在室外环境下均能有效确定地理位置信息,然而在室内、地下和水下等一些特殊的环境当中,上述两种技术无法提供有效的位置信息,因此需要寻求新的方法。一
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伴随着无线通信技术的迅速发展和广泛应用,地理位置信息在民用和军事领域中越来越引起重视。目前,全球定位系统(Global Positioning System,GPS)和北斗系统(Bei Dou Navigation Satellite System,BDS)在室外环境下均能有效确定地理位置信息,然而在室内、地下和水下等一些特殊的环境当中,上述两种技术无法提供有效的位置信息,因此需要寻求新的方法。一类基于无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSN)技术的定位方法在上述特殊环境下能获得较好性能的位置信息而成为目前的研究和应用热点。本文主要研究基于到达时间(Time-of-Arrival,TOA)的WSN定位算法问题,主要创新点如下:(1)提出了一种基于TOA的WSN协作定位算法。首先建立了关于目标位置的优化问题,其次通过运用混合半正定和二阶锥规划(Mixed Semidefinite and Second-order Cone Programming,Mixed SD/SOCP)理论,将原来非凸优化问题转换成为一种凸的优化问题,由此能够快速得到原问题的一个次优解。计算机模拟结果显示,新算法的估计均方根误差(Root Mean Squared Error,RMSE)更靠近克拉美-罗界(Cramer-Rao Bound,CRB)。(2)针对基于TOA的WSN协作定位问题,建立一种基于最大似然准则的最小二乘问题。为有效求解非线性非凸优化问题,利用二阶锥松弛和半正定松弛,将原问题转化为凸的、容易求解的混合半正定和二阶锥问题。仿真结果表明,该方法在不同场景下的定位性能均优于对比算法,RMSE也更接近CRB。
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