基于时间差法的位置灵敏3He正比计数管位置分辨性能研究

中子定位技术可用于乏燃料后处理流程监测,以避免发生核临界安全事故。利用蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)算法模拟了不同中子发射方式、^(3)He气压、管径、慢化体厚度等对位置灵敏^(3)He正比计数管位置分辨能力和探测效率的影响。对于管径为2.54 cm、灵敏区长80 cm、^(3)He气压为405300 Pa的位置灵敏^(3)He正比计数管,MC模拟结果表明:轴向各处位置分辨能力相同,对热中子点源的位置分辨极限为0.17 cm;慢化体厚5 cm且^(244)Cm源紧贴慢化体外壁时中子探测效率为3.0%,位置分辨为9.25 cm。用时间差法测试了^(244)Cm源在灵敏区不同位置、源管距、慢化体厚度等情况下此位置灵敏^(3)He正比计数管对^(244)Cm源的位置分辨能力与探测效率,测试结果表明:实验装置的理论位置分辨极限可达2.64 cm,当慢化体厚5 cm且^(244)Cm源紧贴慢化体外壁时位置分辨为18.50 cm,为理论值的一半。

一种改进组合加权的TDOA室内二维定位算法

针对现有组合加权算法对定位区域边缘的目标定位时精度较低的问题,在现有组合加权算法的基础上提出了一种改进算法。首先,将基站分组,以到达时差算法得到目标位置的多个估计结果;其次,计算各估计结果之间距离值并排序,以滑动窗口法判断是否存在基站组出现异常定位估计;最后,当任意基站组的定位结果发生异常时,使用目标位置估计结果及其估计克拉美罗下界值设计两个加权步骤的权值,通过二步组合加权算法得到最终定位结果。仿真结果表明,所提算法有效减少了原组合加权算法对定位区域边缘的目标定位时的误差,当测量噪声标准差为0.8 m时,所提算法相较于原算法在正方形边缘区域定位均方根误差减小了0.35 m;在定位狭窄矩形区域时,所提算法平均定位均方根误差减小了0.11 m。

基于5G+UWB的室内定位算法研究

第五代通信技术(5th-Generation,5G)为室内定位领域带来了新的可能性,超宽带(ultra wide band,UWB)定位技术与5G定位技术都具有带宽大、频率高的特性,但是定位性能却略有差异.针对单一传感器定位的准确性、稳定性差的问题,本文提出了5G+UWB的融合定位算法,构建了基于到达时间差(time difference of arrival,TDOA)的5G室内定位、基于三边定位算法的UWB室内定位以及基于融合定位算法的5G+UWB室内定位模型.首先验证了通过加权最小二乘(weighted least squares,WLS)算法得到的各单系统的初步定位结果,之后验证了结合Taylor级数展开法得到的改进后定位结果.在此基础上,进一步对通过融合算法将两个单系统定位结果进行融合后的组合定位结果进行实验验证.实验结果表明:UWB单系统定位结果呈现准确性较低、稳定性较高的特点,5G单系统定位结果呈现准确性较高、稳定性较低的特点,二者组合后可得到准确性和稳定性都相对较好的定位结果,组合系统定位精度最高可达0.22 m,最低可达0.73 m,可实现亚米级定位.

基于时间差定位法的电力系统扰动源定位

在大规模互联电网中系统频率动态具有时空分布特性,且传播速度远低于光速。借助电网频率动态的传播特性及不同节点处频率响应的时间差对电网的扰动源进行定位,首先利用Floyd算法计算各节点之间的最短传播路径,根据传播路径的物理参数确定传播速度,然后借助时间差定位法(TDOA)对电网的扰动源进行定位,最后将所提方法应用于3机9节点系统和某实际电网,分析结果表明该方法能够有效地对电网的扰动源进行定位。

基于5G毫米波到达时间差的室内定位算法

随着第五代移动通信技术(5G)时代的到来,以毫米波通信为代表的技术得到了日益广泛的关注.5G毫米波信号的带宽大、频率高、时延短,并且信道稀疏,所以能够为基于到达时间(TOA)和基于到达时间差(TDOA)的定位提供更加准确的测量值,有利于实现高精度的室内定位.研究了三种应用于室内的5G毫米波TDOA定位算法,并结合卡尔曼滤波进行了试验验证分析与比较.结果表明,基于5G毫米波的室内静态定位精度可达0.2886 m,动态定位的精度可达0.6076 m.

一种改进的到达时间差无线定位算法研究

提出一种有效传输速度的概念,针对到达时间差(TDOA)中的部分不足进行弥补和改进,对样本数据进行非视距场景进行分析。最终,对移动终端定位结果进行误差分析;并与原TDOA结果进行比对。有效速度在单位固定的情况下,考虑到终端在地面的高度几乎不超过50 m,因此,算法对有效速度进行限定高度误差修正的方式获取,并选取小数点后两位结果。提出的改进TDOA无线定位算法可得到较为精确的定位结果。样本有五组数据,每组1 100个终端数据,最终误差均值可在0.5 m以内。如果对高度限定更加严格,或者对有效速度更多有效位数的保留,将得到更为精确的定位结果。

一种基于TDOA重构的蜂窝网定位服务NLOS误差消除方法(英文)

在非视距传播 (NLOS)环境中 ,到达时间差 (TDOA)测量值受NLOS误差的影响而产生偏差[1] ,使得Chan算法[2 ] 的定位性能显著下降。基于NLOS误差的先验信息 ,利用平均超量时延和均方根时延扩展之间的关系 ,本文为基于移动台 (MS)的定位方案提出了一种建立在TDOA测量值重构和Chan算法基础上的改进算法 ,使得平均超量时延的影响显著下降。分析和仿真结果表明 ,与Chan算法相比 。

基于到达角Kalman滤波的TDOA/AOA定位算法

基于Chan算法的TDOA/AOA定位算法是在Chan算法的信号到达时间差(TDOA)误差方程组里加上一个信号到达角(AOA)误差方程,利用加权最小二乘法(WLS)求解。其主要缺点是把移动台(MS)的横坐标、纵坐标与移动台到服务基站(BS)之间的距离作为3个相互独立的变量,忽略了3者之间的相关性。需要进行两次WLS计算,且最终的解为二值根。当AOA测量误差的方差不断增大时,对应的定位误差也随之增大。该文利用Kalman滤波算法对AOA的值进行估计,并将上述的3个变量简化为一个,只需一次WLS即可求得唯一解,减少了计算量,消除了根的模糊性。仿真结果表明,该方法简单,计算量小,有较高的定位精度和较好的稳健性。

基于短基线传感器网络的远场声源TDoA定位组合算法

针对远场声源定位问题,提出到达时间差(TDoA)定位的短基线传感器网络方案.通常有一类定位算法无需估计初始点,而另一类算法则依赖初始估计值,提出将这2类方法相结合,设计出几种组合定位算法.主要思想是扬长避短,由第1类定位算法实现粗定位和输出初始估计位置,将其作为初始点输入给定位精度高和依赖初始值的第2类算法.提出利用蒙特卡洛法和简化的几何配置案例,计算定位算法的概率误差圆,论证了这种性能评估准则的可行性.通过对组合算法的概率误差圆进行数值分析,得出球形插值法与最小二乘方程差法的有机组合具有最优性能的结论,并分析了这种组合算法的盒图特性.根据不同的距离和声程差标准偏差进行模拟,以及采用野外真实场景下获得的声源数据进行试验,验证了结论.

采用改进遗传算法解决TDOA定位估计中的非线性优化问题

提出了当接收端在空间随机分布时 ,利用改进遗传算法解决TDOA定位估计中遇到的非线性最优化问题。采用浮点数编码遗传算法 ,引入一个非均匀变异算子 ,针对TDOA方式进行最佳坐标搜索。实验表明 ,在保证种群数量的情况下 ,该算法性能稳定 ,能找到逼近全局最优点的解 。

一个基于TDOA的无线定位新算法

研究了高斯噪声环境下基于TDOA(波达时间差)目标定位问题,得到了约束WLS(加权最小二乘)解。在宽松的假设条件下,该算法被证明是近似极大似然(MLE)解。仿真实验表明:该算法较已有的算法在定位精度方面有显著提高。

NLOS环境下无线通信网络中的TDOA/AOA混合定位算法

为了提高在NLOS条件下无线定位的精度,采用多种测量值混合定位的方式,提出了一种TDOA/AOA最速下降混合定位算法.该算法以加权残差平方和为目标函数,以最速下降算法为最优化方法.然后,以几何结构的单反射圆盘模型进行仿真,分别利用TDOA/AOA最速下降混合定位算法、TDOA/AOA泰勒级数混合定位算法以及单纯的TDOA泰勒级数经典算法对无线通信网络中不同的定位环境进行了仿真计算.仿真结果表明,当参与定位的基站数目分别为3,4,5,6,7,反射圆盘半径分别为200,300,400,500,600,700m时,与后2种算法相比,TDOA/AOA最速下降混合定位算法的均方差、平均误差及最大误差均较小,即该混合定位算法具有更高的定位精度,且参加定位的基站数目越多,这种优势越明显.

LTE系统中采用干扰消除技术的TDOA定位方法

为长期演进计划（LTE）通信系统提出了一种采用干扰消除技术来改进信号到达时间差（TDOA）的移动台定位方法。该方法针对移动台在靠近小区中心时接收邻近小区基站信号会受到服务基站和其他基站信号以及噪声的干扰，从而导致定位精度下降的情况，首先在信号接收端重建干扰并且从接收信号中对其进行消除，然后基于正交频分复用（OFDM）通信系统使用相关估计法估算信号传播时间，最后通过加权最小二乘法估算移动台的位置坐标。在多径传播以及非视距（NLOS）传播无线环境中，仿真实验证明，采用该方法可以有效改善靠近小区中心的移动台的定位精度。

低秩条件下双星TDOA和FDOA无源定位算法

针对双星对地面已知高度目标辐射源到达时间差(TDOA)和到达频率差(FDOA)无源定位过程中存在卫星1位置矢量、两卫星位置矢量差以及两卫星速度矢量差三者共面问题,提出了一种获得目标位置三维解析解的算法,并指出当且仅当两卫星位置矢量和速度矢量四者共线时才无解。分析了共面但不共线和共线2种情况,给出了不同情况下的解析解,并且当两卫星位置矢量共线时可以将定位问题化简为简单的一元二次方程求解问题,可以有效降低求解复杂度和减少虚根数量。此外,当三矢量共面时还可以改善星下点区域的定位精度。仿真实验验证了所提算法的有效性。

一种改进型免疫算法在TDOA定位中的应用

为解决传统TDOA定位估计所带来的非线性优化问题,首先通过最大似然估计将其转换为峰值搜索优化问题,再提出一种基于克隆选择思想的改进型免疫算法对其进行求解。该算法采用浮点数编码方式,提高了运算效率;引入高斯变异算子和变异控制变量,加强了局部搜索能力。仿真实验表明,在保证一定抗体数目的前提下,该算法适应性强,性能稳定,能快速逼近全局最优的解,且算法定位精度更高。

基于Fang算法的TDOA室内定位技术

传统基于全球定位系统(GPS)的定位技术应用,已在室外环境下为人们提供了许多便利。随着近年来人们生活水平的不断提高,大众对定位的诉求已不仅限于室外,在智慧商场、企业人员智能管理、校园智能管理等场景,要求对室内用户进行定位监测,而传统的GPS定位精确度有限,在室内已无法应用。目前室内定位常用的技术有红外线、蓝牙、Wi-Fi以及基于室内移动网路的无线定位等,无线定位则是其中的热点。本文介绍了一种基于室内分布式基站,运用Fang算法实现到达时间差(TDOA)定位的技术研究,并对其定位精确度进行了探索。

基于改进免疫算法的TDOA/AOA混合定位

文中提出了一种改进的免疫算法,对 TDOA/AOA 混合定位估计中的非线性优化问题进行求解。在设计记忆库规模的时候,引入了帕累托法则,并使记忆库里的个体跟父代群体一起参加生存竞争,使搜索过程减少震荡,收敛速度加快。实验证明,在种群规模不大的情况下,该算法也能稳定快速地逼近全局最优解,在AOA 测量值达到一定精度下,能获得比单独 TDOA 定位算法更好的性能.

适用于声源定位的气体绝缘输电线路超声导波传播特性研究

基于到达时间差(TDOA)的声源定位方法是当前气体绝缘输电线路(GIL)故障定位的主要方式,声波在GIL结构上的传输特性深刻影响着定位结果的准确性。为进一步提升故障定位精度,该文提出了考虑导波频散与多模态特性的GIL壳体声传输分析模型,以典型220 kV GIL管段为研究对象,建立声波传输有限元模型,研究了导波特性对故障定位的影响,确定了适用于故障定位的超声导波模态以及GIL非直管结构对该模态导波的衰减与时延量,通过现场定位试验验证了分析模型的可行性,为GIL声源故障定位系统的传感器配置与定位阈值设置提供了计算依据。结果表明,在20~60 kHz频带内,F(1,1)模态导波具有能量高、波形形状稳定、抗干扰能力强等特点,使用该模态导波进行故障定位精度较高。GIL非直管结构会对F(1,1)模态导波造成较大的幅值衰减与一定程度的时延,在故障定位中考虑非直管结构衰减与时延影响可以使定位误差降低60%以上。

GNSS/5G观测量融合定位算法

针对随着泛在位置服务的需求扩增,卫星导航系统在城市峡谷等环境下的定位效果不连续、定位精度低,无法满足服务需求的问题,提出一种全球卫星导航系统(GNSS)/第五代移动通信技术(5G)观测量融合定位算法:给出基于最小二乘法的GNSS/5G观测量融合定位算法模型;并对比分析GNSS/5G融合定位与GNSS单系统定位效果,通过增加5G到达时间差(TDOA)观测量,配合GNSS观测量参与定位解算,给出定位性能分析结果。实验结果表明,GNSS信号观测数据与5G信号TDOA观测量融合定位相比GNSS单系统定位在水平方向、三维(3D)方向定位误差优化精度分别约为64.6%、58.21%,可有效提升定位性能,为可扩展定位需求的可行性相关研究提供参考。