目錄

第1 章緒論//1

1．1 多傳感器信息融合概述//1

1．2 傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位基本理論//3

1．2．1 目標(biāo)定位模型// 4

1．2．2 目標(biāo)定位結(jié)構(gòu)// 6

1．2．3 目標(biāo)定位方法// 8

1．3 傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位研究現(xiàn)狀// 9

1．4 本書(shū)主要內(nèi)容// 13

第2 章參數(shù)估計(jì)基本理論// 15

2．1 引言// 15

2．2 估計(jì)性能評(píng)估// ．15

2．2．1 最小方差準(zhǔn)則// 15

2．2．2 線(xiàn)性無(wú)偏估計(jì)準(zhǔn)則// 17

2．3 Cramer-Rao 下界// 18

2．3．1 矢量參數(shù)的Cramer-Rao 下界19

2．3．2 矢量參數(shù)變換的Cramer-Rao 下界19

2．3．3 一般高斯情況的Cramer-Rao 下界20

2．4 最小二乘估計(jì)// ．21

2．4．1 線(xiàn)性最小二乘估計(jì)// 21

2．4．2 約束最小二乘估計(jì)// 22

2．4．3 非線(xiàn)性最小二乘估計(jì)// 23

2．4．4 序貫最小二乘估計(jì)// 24

2．5 最大似然估計(jì)// ．26

2．5．1 最大似然估計(jì)的定義// 26

2．5．2 最大似然估計(jì)的性質(zhì)// 26

2．5．3 最大似然估計(jì)的求解// 27

2．6 本章小結(jié)// 29

第3 章凸優(yōu)化基本理論// 31

3．1 一般優(yōu)化問(wèn)題和凸優(yōu)化問(wèn)題// 31

3．1．1 一般優(yōu)化問(wèn)題// 31

3．1．2 凸優(yōu)化問(wèn)題// 32

3．1．3 常見(jiàn)線(xiàn)性約束的凸優(yōu)化問(wèn)題35

3．2 凸集// 36

3．2．1 凸集定義// 36

3．2．2 常見(jiàn)凸集及其定義// 36

3．2．3 凸集合的保凸運(yùn)算// 38

3．3 凸函數(shù)// 38

3．3．1 凸函數(shù)定義// 38

3．3．2 凸函數(shù)判斷條件// 39

3．3．3 常見(jiàn)凸函數(shù)// 39

3．3．4 凸函數(shù)的保凸運(yùn)算// 40

3．4 Lagrange 對(duì)偶與KKT 條件// 40

3．4．1 Lagrange 對(duì)偶函數(shù)// 40

3．4．2 Lagrange 對(duì)偶問(wèn)題// 41

3．4．3 KKT 條件// 42

3．5 廣義不等式約束的凸優(yōu)化問(wèn)題42

3．5．1 廣義不等式// 42

3．5．2 廣義不等式約束的凸優(yōu)化// 43

3．5．3 半正定規(guī)劃// 44

3．5．4 二階錐規(guī)劃// 45

3．6 本章小結(jié)// 45

第4 章基于到達(dá)時(shí)間的傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位46

4．1 引言// 46

4．2 問(wèn)題描述// 48

4．3 基于量化TOA 的SDP 目標(biāo)定位方法．51

4．4 錨節(jié)點(diǎn)存在位置誤差時(shí)目標(biāo)定位方法56

4．4．1 最大似然問(wèn)題建模// 56

4．4．2 半正定松弛// 57

4．5 Cramer-Rao 下界// 61

4．6 性能仿真及分析// 63

4．6．1 量測(cè)噪聲對(duì)定位性能的影響64

4．6．2 特征參數(shù)對(duì)定位性能的影響65

4．6．3 節(jié)點(diǎn)位置誤差對(duì)定位性能的影響．67

4．7 本章小結(jié)// 68

第5 章基于到達(dá)時(shí)間差的傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位70

5．1 引言// 70

5．2 問(wèn)題描述// 72

5．3 基于TDOA 的SDP 目標(biāo)定位方法73

5．3．1 SDP 目標(biāo)定位方法// 73

5．3．2 擴(kuò)展的SDP 目標(biāo)定位方法// 76

5．4 錨節(jié)點(diǎn)存在位置誤差時(shí)目標(biāo)定位方法78

5．4．1 最大似然問(wèn)題建模// 78

5．4．2 半正定松弛// 79

5．5 多徑條件下目標(biāo)定位方法// 82

5．6 性能仿真及分析// 84

5．6．1 量測(cè)噪聲對(duì)定位性能的影響85

5．6．2 特征參數(shù)對(duì)定位性能的影響87

5．6．3 節(jié)點(diǎn)位置誤差對(duì)定位性能的影響．90

5．7 本章小結(jié)// 92

第6 章基于距離量測(cè)的傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位94

6．1 引言// 94

6．2 問(wèn)題描述// 95

6．3 基于TOF 的SDP 目標(biāo)定位方法97

6．3．1 錨節(jié)點(diǎn)位置誤差下最大似然問(wèn)題建模．97

6．3．2 半正定松弛// 98

6．4 Cramer-Rao 下界// ．102

6．5 理論分析// 105

6．5．1 方法計(jì)算復(fù)雜度// 105

6．5．2 與已有SDP 方法的關(guān)系// 106

6．5．3 與錨節(jié)點(diǎn)位置誤差有關(guān)的約束的實(shí)質(zhì)．107

6．5．4 唯一可定位性分析// 108

6．6 性能仿真及分析// 110

6．6．1 量測(cè)噪聲對(duì)定位性能的影響112

6．6．2 特征參數(shù)對(duì)定位性能的影響113

6．6．3 節(jié)點(diǎn)位置誤差對(duì)定位性能的影響115

6．6．4 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模對(duì)定位性能的影響115

6．7 本章小結(jié)// 117

第7 章基于接收信號(hào)強(qiáng)度的傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位119

7．1 引言// ．119

7．2 問(wèn)題描述// 120

7．3 基于RSS 的協(xié)作目標(biāo)定位方法122

7．3．1 兩種SOCP 目標(biāo)定位方法123

7．3．2 非高斯噪聲下協(xié)作目標(biāo)定位方法125

7．4 基于RSS 的非協(xié)作目標(biāo)定位方法127

7．4．1 Two-Step 目標(biāo)定位方法// 127

7．4．2 目標(biāo)輻射能量和位置聯(lián)合估計(jì)方法131

7．5 Cramer-Rao 下界// ．135

7．6 理論分析// 136

7．6．1 方法對(duì)比// 136

7．6．2 運(yùn)算復(fù)雜度// 136

7．7 性能仿真及分析// 137

7．7．1 信噪比對(duì)定位性能的影響// 138

7．7．2 特征參數(shù)對(duì)定位性能的影響142

7．7．3 節(jié)點(diǎn)位置誤差對(duì)定位性能的影響146

7．8 本章小結(jié)// 147

第8 章水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位系統(tǒng)149

8．1 引言// ．149

8．2 水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)// 150

8．3 目標(biāo)定位實(shí)驗(yàn)// 151

8．3．1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建// 151

8．3．2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析// 153

8．4 本章小結(jié)// 164

第9 章超寬帶傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位系統(tǒng)165

9．1 引言// ．165

9．2 UWB 硬件系統(tǒng)// ．165

9．3 基于UWB 硬件系統(tǒng)的定位方法實(shí)現(xiàn)167

9．4 目標(biāo)協(xié)同定位實(shí)驗(yàn)// 168

9．4．1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建// 168

9．4．2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析// 168

9．5 本章小結(jié)// 169

參考文獻(xiàn)// 170

縮略詞// 181

符號(hào)// 183