基于辅助源的同步误差下多频率融合直接定位
作者:
作者单位:

1.国网安徽省电力有限公司 信息通信分公司,安徽 合肥 230061;2.南京南瑞信息通信科技有限公司,江苏 南京 210003;3.南京航空航天大学 电子信息工程学院,江苏 南京 210016

作者简介:

刘军(1978-),男,学士,高级工程师,主要研究方向为信息系统、电力系统通信、无线通信等.email:wen_che@sohu.com.
张华乐(1991-),男,硕士,工程师,主要研究方向为电力系统通信、无线通信等.
冯宝(1984-),男,硕士,高级工程师,主要研究方向为电力系统通信、量子保密通信、无线通信等.
卞宇翔(1990-),男,硕士,工程师,主要研究方向为电力系统通信、量子保密通信等.
朱珂慧(1999-),女,在读博士研究生,主要研究方向为多通道信号处理、无源定位等.
李建峰(1988-),男,博士,副教授,主要研究方向为阵列信号处理、信源测向、直接定位等.

通讯作者:

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伦理声明:



Direct Position Determination based on multi-frequency fusion under synchronization errors of auxiliary sources
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Affiliation:

1.Information and Communication Branch,State Grid Anhui Electric Power Co.,Ltd.,Hefei Anhui 230061,China;2.NARI Information and Communication Technology Co.,Ltd,Nanjing Jiangsu 210003,China;3.College of Electric and Information Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing Jiangsu 210016,China

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    摘要:

    针对架设单天线的分布式定位传感器间的同步误差,提出一种基于单一辅助源的多频率融合直接定位(DPD)算法。将传感器接收到的信号进行分段,将宽带信号的频域数据转换成若干个单频信号的集合;利用传感器接收到的单辅助源信号对同步误差矩阵进行预补偿,将其代入来自目标辐射源的接收数据中,再融合多个单频信号下的子空间正交关系,结合拉格朗日乘子法构造分离未知衰减系数的最小化代价函数;最后对目标区域划分网格,通过代价函数的峰值搜索进行辐射源的估计。仿真测试结果验证了本文算法的有效性。在给定参数条件下,与另一种基于单辅助源的直接定位算法相比,本文算法计算复杂度至少降低了86.91%,在不同的信噪比(SNR)和同步误差条件下都取得了更好的定位精确度。

    Abstract:

    Aiming at the synchronization errors between distributed positioning sensors equipped with single antennas, a multi-frequency fusion Direct Positioning Determination(DPD) algorithm based on a single auxiliary source is proposed. Firstly, the received signals are segmented, and the frequency-domain data of the wideband signals are converted into a set of single-frequency signals. Secondly, the synchronization error matrix is pre-compensated using the signals received from the single auxiliary source, and this matrix is then applied to the received data from the target radiation source. Next, the subspace orthogonality relationships under multiple single-frequency signals are fused, and a minimized cost function that separates the unknown attenuation coefficients is constructed using the Lagrange multiplier method. Finally, the target area is divided into a grid, and the radiation source is estimated through peak searching of the cost function. Simulation results validate the effectiveness of the proposed algorithm. Under given parameter conditions, compared with another single-auxiliary-source-based direct positioning algorithm, the computational complexity of this algorithm is reduced by at least 86.91%, achieving better positioning accuracy under different Signal-to-Noise Ratio(SNR) and synchronization error conditions.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

刘军,张华乐,冯宝,卞宇翔,朱珂慧,李建峰.基于辅助源的同步误差下多频率融合直接定位[J].太赫兹科学与电子信息学报,2025,23(3):256~263

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  • 收稿日期:2023-07-30
  • 最后修改日期:2023-11-01
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  • 在线发布日期: 2025-03-27
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