卫星位置误差条件下基于约束Taylor级数迭代的地面目标定位理论性能分析

基于卫星平台的地球表面目标定位系统受到卫星位置误差的影响较大,为此,该文在卫星位置存在误差的条件下,系统给出一种推导约束Taylor级数迭代公式及其理论定位性能的数学分析框架.为了便于讨论,文中以时差观测量为范例,并在三种情形下分别推导各种用于地面目标辐射源定位的约束Taylor级数迭代公式及其相应的理论定位性能,并将该理论性能与三种情形下的约束Cram′er-Rao界进行定量比较,从而得到若干定量结论.文中讨论的三种情形包括:(I)没有卫星位置误差且没有校正源的情况;(II)卫星位置存在误差且没有校正源的情况;(III)卫星位置存在误差且存在校正源(位置精确已知)的情况.最后,文中设计若干基于时差的卫星定位实验场景用以验证算法推导和理论分析的有效性.

观测站位置状态扰动下Taylor级数迭代定位方法及性能分析

针对具有一般普适意义的定位方程,给出观测站位置状态扰动下基于Taylor级数迭代的目标定位方法,并推导其理论性能。分别在"无校正源(情况a)"和"有校正源(情况b)"两种条件下进行算法推导和理论分析。针对情况(a),给出两种Taylor级数迭代公式,并证明两种方法的定位性能趋于一致,均能够达到相应克拉美罗界;针对情况(b),首先给出基于差分校正的Taylor级数迭代公式,针对其不足提出一种基于两步最优融合的Taylor级数迭代公式,并证明其理论性能可达到相应克拉美罗界。最后,设计两种无源定位实验场景用以验证算法设计与理论分析的有效性。

校正源状态扰动下Taylor级数迭代定位方法

目前绝大部分的定位算法只适用于特定的定位场景,而基于Taylor级数迭代的定位算法适用于任意定位体制.为此,针对具有一般普适意义的定位方程,给出一种系统分析Taylor级数迭代定位算法的理论框架,分别在校正源状态无误差(情况a)和校正源状态有误差(情况b)条件下推导了基于Taylor级数展开的定位方法及其相关性能.对于情况(a),给出了相应的克拉美罗界.对于情况(b),首先给出其克拉美罗界,并与情况(a)进行比较.其次推导出忽略校正源状态误差时的均方误差理论值,并与克拉美罗界进行比较,发现忽略校正源状态误差无法达到最优定位精度.针对上述不足,提出了一种基于Taylor级数迭代的两步最优融合算法,并证明其精度可达到克拉美罗界.最后,利用仿真实验场景验证该算法的性能以及理论分析的正确性.

一种无迭代的电力系统潮流计算方法

把Taylor级数引入到电力系统潮流计算当中,提出了一种无迭代的求解潮流的新方法。通过对逆潮流方程组进行Taylor级数展开,可以把潮流的结果表示成为一系列级数项之和。经一个实际的5节点系统和IEEE-14节点系统验证,表明这种无迭代的电力系统潮流计算方法是正确和有效的。

融合差分进化和Taylor级数的超宽带定位解算方法

超宽带定位作为一种高精度的室内定位技术已被广泛使用.传统的超宽带定位模型通常采用Taylor级数迭代算法,实现位置解算.但是,Taylor级数定位解算方法对初始值存在较强依赖性,为提高定位解算方法的鲁棒性和定位精度,提出一种融合差分进化算法和Taylor级数迭代的新型超宽带定位解算方法。以定位误差作为优化目标,采用差分进化算法对目标点实现全局定位,进而以差分进化算法获得的最优定位点作为初始值,采用Taylor级数迭代算法对定位点进行局部寻优,获得更加精准的目标定位。针对煤矿掘进巷道这一复杂室内场景,采用所提方法实现掘进支护移动支架的超宽带定位解算,实验结果表明,所提方法比已有定位解算方法具有更高的定位解算精度。

校正源条件下基于双星序列观测量的地面运动目标定位算法及理论性能分析

针对地面匀速运动目标定位问题,在校正源存在条件下提出基于双星时频差序列观测量的定位算法。首先在卫星星历存在误差条件下,推导基于双星时频差序列观测量的差分校正定位公式及其理论性能,数学分析表明尽管其能有效抑制卫星星历误差所带来的定位偏置,但定位方差难以达到克拉美罗界,为此,提出一种基于两步统计最优融合的运动目标定位算法,并证明其理论定位性能可达到克拉美罗界。最后,通过数值实验验证所提算法的优越性和理论分析的有效性。