基于加权多维标度的无线信号定位理论与方法

图书标准信息

• 作者 王鼎
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2020-12
• 版次 1
• ISBN 9787121401893
• 定价 128.00元
• 装帧 其他
• 开本 其他
• 纸张 胶版纸
• 页数 456页

【内容简介】

本书系统阐述了基于加权多维标度的无线信号定位理论与方法，全书包含3大部分14章内容。第1部分为基础知识篇（第1～3章），包括绪论、数学预备知识及无线信号定位统计性能分析。第2部分为基本定位方法篇（第4～8章），包括基于TOA观测信息的加权多维标度定位方法、基于TDOA观测信息的加权多维标度定位方法、基于RSS观测信息的加权多维标度定位方法、基于TOA/FOA观测信息的加权多维标度定位方法及基于TDOA/FDOA观测信息的加权多维标度定位方法。第3部分为拓展定位方法篇（第9～14章），包括传感器位置误差存在条件下基于TOA观测信息的加权多维标度定位方法、传感器位置误差存在条件下基于TDOA观测信息的加权多维标度定位方法、基于TOA/FOA观测信息的多不相关源加权多维标度定位方法、校正源存在条件下基于TDOA观测信息的加权多维标度定位方法、面向无线传感网节点定位的加权多维标度TOA定位方法及面向无线传感网节点定位的加权多维标度RSS定位方法。本书可作为高等院校信号与信息处理、通信与信息系统、控制科学与工程、应用数学等专业的专题阅读材料或研究生选修教材，也可作为通信、雷达、电子、导航测绘、航天航空等领域的科学工作者和工程技术人员自学或研究的参考书。

【作者简介】

王鼎，战略支援部队信息工程大学副教授，硕士生导师，主要研究方向为无线信号定位。近几年主持国家自然科学基金、中国博士后科学基金以及军内科研共计7项。获军队科技进步二等奖和三等奖各1项，获河南省自然科学三等奖1项（序1）。

【目录】

第1部分 基础知识篇 

第1章 绪论 1 

1.1 无线信号定位技术简述 1 

1.2 基于多维标度原理的无线信号定位技术研究现状概述 3 

1.3 本书的内容结构安排 5 

第2章 数学预备知识 7 

2.1 数学符号表 7 

2.2 关于矩阵理论的预备知识 8 

2.2.1 矩阵求逆计算公式 8 

2.2.2 Moore-Penrose广义逆矩阵和正交投影矩阵 10 

2.2.3 矩阵Kronecker积和矩阵向量化运算 12 

2.2.4 矩阵奇异值分解 14 

2.2.5 一个重要的矩阵等式 15 

2.2.6 标量函数的梯度向量和向量函数的Jacobian矩阵 16 

2.3 关于拉格朗日乘子法的预备知识 17 

2.4 关于矩阵扰动分析的预备知识 21 

2.5 关于估计器误差分析的预备知识 23 

2.5.1 无等式约束情形下的一阶误差分析 23 

2.5.2 含有等式约束情形下的一阶误差分析 25 

第3章 无线信号定位统计性能分析 27 

3.1 定位克拉美罗界 27 

3.1.1 传感器位置精确已知条件下的单个辐射源定位 27 

3.1.2 传感器位置误差存在条件下的单个辐射源定位 28 

3.1.3 传感器位置误差存在条件下的多辐射源协同定位 29 

3.1.4 校正源和传感器位置误差存在条件下的单个辐射源 

定位 32 

3.2 定位成功概率 34 

3.3 定位误差椭圆 37 

3.4 定位误差概率圆环 42 

第2部分 基本定位方法篇 

第4章 基于TOA观测信息的加权多维标度定位方法 46 

4.1 TOA观测模型与问题描述 46 

4.2 基于加权多维标度的定位方法1 47 

4.2.1 标量积矩阵的构造 47 

4.2.2 一个重要的关系式 49 

4.2.3 定位原理与方法 50 

4.2.4 理论性能分析 53 

4.2.5 仿真实验 54 

4.3 基于加权多维标度的定位方法2 58 

4.3.1 标量积矩阵的构造 58 

4.3.2 一个重要的关系式 60 

4.3.3 定位原理与方法 60 

4.3.4 理论性能分析 63 

4.3.5 仿真实验 65 

第5章 基于TDOA观测信息的加权多维标度定位方法 69 

5.1 TDOA观测模型与问题描述 69 

5.2 基于加权多维标度的定位方法1 70 

5.2.1 标量积矩阵的构造 70 

5.2.2 一个重要的关系式 72 

5.2.3 定位原理与方法 74 

5.2.4 理论性能分析 84 

5.2.5 仿真实验 88 

5.3 基于加权多维标度的定位方法2 93 

5.3.1 标量积矩阵的构造 93 

5.3.2 一个重要的关系式 95 

5.3.3 定位原理与方法 96 

5.3.4 理论性能分析 102 

5.3.5 仿真实验 102 

第6章 基于RSS观测信息的加权多维标度定位方法 107 

6.1 RSS观测模型与问题描述 107 

6.2 距离平方的无偏估计值 108 

6.3 基于加权多维标度的定位方法1 111 

6.3.1 标量积矩阵的构造 111 

6.3.2 一个重要的关系式 112 

6.3.3 定位原理与方法 112 

6.3.4 理论性能分析 114 

6.3.5 仿真实验 116 

6.4 基于加权多维标度的定位方法2 120 

6.4.1 标量积矩阵的构造 120 

6.4.2 一个重要的关系式 122 

6.4.3 定位原理与方法 122 

6.4.4 理论性能分析 125 

6.4.5 仿真实验 126 

第7章 基于TOA/FOA观测信息的加权多维标度定位方法 132 

7.1 TOA/FOA观测模型与问题描述 132 

7.2 基于加权多维标度的定位方法1 134 

7.2.1 标量积矩阵的构造 134 

7.2.2 两个重要的关系式 135 

7.2.3 定位原理与方法 136 

7.2.4 理论性能分析 140 

7.2.5 仿真实验 142 

7.3 基于加权多维标度的定位方法2 146 

7.3.1 标量积矩阵的构造 146 

7.3.2 两个重要的关系式 149 

7.3.3 定位原理与方法 150 

7.3.4 理论性能分析 154 

7.3.5 仿真实验 156 

第8章 基于TDOA/FDOA观测信息的加权多维标度定位方法 161 

8.1 TDOA/FDOA观测模型与问题描述 161 

8.2 基于加权多维标度的定位方法1 163 

8.2.1 标量积矩阵的构造 163 

8.2.2 两个重要的关系式 165 

8.2.3 定位原理与方法 166 

8.2.4 理论性能分析 178 

8.2.5 仿真实验 184 

8.3 基于加权多维标度的定位方法2 190 

8.3.1 标量积矩阵的构造 190 

8.3.2 两个重要的关系式 193 

8.3.3 定位原理与方法 194 

8.3.4 理论性能分析 203 

8.3.5 仿真实验 203 

第3部分 拓展定位方法篇 

第9章 传感器位置误差存在条件下基于TOA观测信息的加权多维标度 

定位方法 210 

9.1 TOA观测模型与问题描述 210 

9.2 传感器位置误差存在条件下基于加权多维标度的定位方法1 212 

9.2.1 基础结论 212 

9.2.2 传感器位置误差的影响 214 

9.2.3 定位原理与方法 217 

9.2.4 理论性能分析 218 

9.2.5 仿真实验 220 

9.3 传感器位置误差存在条件下基于加权多维标度的定位方法2 225 

9.3.1 基础结论 225 

9.3.2 传感器位置误差的影响 228 

9.3.3 定位原理与方法 232 

9.3.4 理论性能分析 234 

9.3.5 仿真实验 236 

第10章 传感器位置误差存在条件下基于TDOA观测信息的加权 

多维标度定位方法 242 

10.1 TDOA观测模型与问题描述 242 

10.2 传感器位置误差存在条件下基于加权多维标度的定位方法1 244 

10.2.1 基础结论 244 

10.2.2 传感器位置误差的影响 247 

10.2.3 定位原理与方法 253 

10.2.4 理论性能分析 259 

10.2.5 仿真实验 265 

10.3 传感器位置误差存在条件下基于加权多维标度的定位方法2 272 

10.3.1 基础结论 272 

10.3.2 传感器位置误差的影响 275 

10.3.3 定位原理与方法 277 

10.3.4 理论性能分析 279 

10.3.5 仿真实验 280 

第11章 基于TOA/FOA观测信息的多不相关源加权多维标度 

定位方法 287 

11.1 TOA/FOA观测模型与问题描述 287 

11.2 基于加权多维标度的多辐射源协同定位方法1 290 

11.2.1 标量积矩阵及其对应的关系式 290 

11.2.2 定位原理与方法 291 

11.2.3 理论性能分析 300 

11.2.4 仿真实验 303 

11.3 基于加权多维标度的多辐射源协同定位方法2 310 

11.3.1 标量积矩阵及其对应的关系式 310 

11.3.2 定位原理与方法 313 

11.3.3 理论性能分析 323 

11.3.4 仿真实验 326 

第12章 校正源存在条件下基于TDOA观测信息的加权多维标度 

定位方法 333 

12.1 TDOA观测模型与问题描述 333 

12.1.1 针对辐射源的观测模型 333 

12.1.2 针对校正源的观测模型 334 

12.2 步骤a——提高传感器位置向量的估计精度 335 

12.2.1 标量积矩阵及其对应的关系式 335 

12.2.2 定位原理与方法 336 

12.2.3 理论性能分析 342 

12.3 步骤b——对辐射源进行定位 344 

12.3.1 标量积矩阵及其对应的关系式 344 

12.3.2 定位原理与方法 345 

12.3.3 理论性能分析 352 

12.4 仿真实验 355 

第13章 面向无线传感网节点定位的加权多维标度TOA定位方法 361 

13.1 TOA观测模型与问题描述 361 

13.2 标量积矩阵的构造 363 

13.3 一个重要的关系式 365 

13.4 定位原理与方法 366 

13.4.1 一阶误差扰动分析 367 

13.4.2 定位优化模型及其求解方法 368 

13.5 理论性能分析 370 

13.6 仿真实验 372 

第14章 面向无线传感网节点定位的加权多维标度RSS定位方法 377 

14.1 RSS观测模型与问题描述 377 

14.2 距离平方的无偏估计值 379 

14.3 标量积矩阵及其对应的关系式 381 

14.4 定位原理与方法 382 

14.4.1 一阶误差扰动分析 382 

14.4.2 定位优化模型及其求解方法 384 

14.5 理论性能分析 386 

14.6 仿真实验 388 

附录A 393 

附录B 396 

附录C 400 

附录D 402 

附录E 406 

附录F 413 

附录G 417 

附录H 425 

附录I 434 

附录J 437 

附录K 438 

参考文献 439