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內(nèi)容簡介

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位理論與方法是多傳感器信息融合理論研究和應(yīng)用的重要組成部分，本書圍繞傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位問題展開研究和討論，內(nèi)容側(cè)重于傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位中的凸優(yōu)化新理論、新方法、新進(jìn)展、新方向。全書共9 章，其中，第1章主要介紹了多傳感器信息融合、傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位的理論與研究現(xiàn)狀，第 2~3 章分別介紹了參數(shù)估計(jì)和凸優(yōu)化的基本理論;第4~7 章給出了基于 TOA、基于 TDOA、基于 TOF，以及基于 RSS 的凸優(yōu)化目標(biāo)定位方法等方面的最新研究成果，尤其給出了適應(yīng)于傳感器網(wǎng)絡(luò)帶寬、傳感器節(jié)點(diǎn)能量有限的 TOA 量測量化方法;第 8~9 章分別給出了水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位系統(tǒng)、超寬帶傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，并開展了定位實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證本書所提出方法的有效性。

作者簡介

　　閆永勝，西北工業(yè)大學(xué)航海學(xué)院副教授，中國造船工程學(xué)會青年工作委員會委員。研究方向是傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息融合、信號處理中的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，涉及的主要應(yīng)用有：目標(biāo)檢測、目標(biāo)定位、目標(biāo)跟蹤、空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)等。主持了包括國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國防173計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目課題、國防某技術(shù)領(lǐng)域基金、某國防重點(diǎn)專項(xiàng)等多項(xiàng)科研項(xiàng)目，以第一作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文二十余篇；獲國防科學(xué)發(fā)明獎三等獎2項(xiàng)；獲中國兵工學(xué)會兵器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文、陜西省優(yōu)秀博士學(xué)位論文。王海燕，西北工業(yè)大學(xué)航海學(xué)院教授、博導(dǎo)?，F(xiàn)任中國工程碩士教育指導(dǎo)委員會委員，陜西省學(xué)位委員會委員。兼職總裝某專業(yè)組委員、國防創(chuàng)新特區(qū)主題專家組專家，中國船舶儀器儀表學(xué)術(shù)委員會副主任委員，海軍艦船裝備技術(shù)保障專家，水中目標(biāo)特性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室客座專家，中國造船工程學(xué)會高級會員。主持完成了包括國家科技重大專項(xiàng)、國防重點(diǎn)科研項(xiàng)目、國家973計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然基金項(xiàng)目等20余項(xiàng)的科研任務(wù)，長期致力于我國深遠(yuǎn)?？茖W(xué)及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域研究工作，先后獲得國防科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎、國防科技發(fā)明獎、中船科技進(jìn)步獎等16項(xiàng)，授權(quán)發(fā)明專利30余件，發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文140余篇。并榮獲2015年科學(xué)中國人年度人物獎。申曉紅，西北工業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，中國電子協(xié)會高級會員，IEEE會員。主要從事信息與通信工程、武器系統(tǒng)與運(yùn)用工程、檢測技術(shù)與自動化裝置專業(yè)的教學(xué)和科研工作，西北工業(yè)大學(xué)信息與通信工程學(xué)位評定分委員會副主席。曾獲西北工業(yè)大學(xué)最滿意教師、陜西省高?！敖韼浇ü?biāo)兵”榮譽(yù)稱號。主持或參與完成了包括國家科技重大專項(xiàng)、國防重點(diǎn)科研項(xiàng)目、“973”、“863”、國家自然基金項(xiàng)目等20余項(xiàng)科研任務(wù)，獲國防科學(xué)技術(shù)二等獎3項(xiàng)，三等獎5項(xiàng)，陜西省科技一等獎1項(xiàng)，授權(quán)發(fā)明專利26件，近五年來在國內(nèi)外期刊及會議上發(fā)表論文70余篇，出版教材1部。

圖書目錄

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)性能評估// ．15
2．2．1 最小方差準(zhǔn)則// 15
2．2．2 線性無偏估計(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)化問題和凸優(yōu)化問題// 31
3．1．1 一般優(yōu)化問題// 31
3．1．2 凸優(yōu)化問題// 32
3．1．3 常見線性約束的凸優(yōu)化問題35
3．2 凸集// 36
3．2．1 凸集定義// 36
3．2．2 常見凸集及其定義// 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 常見凸函數(shù)// 39
3．3．4 凸函數(shù)的保凸運(yùn)算// 40
3．4 Lagrange 對偶與KKT 條件// 40
3．4．1 Lagrange 對偶函數(shù)// 40
3．4．2 Lagrange 對偶問題// 41
3．4．3 KKT 條件// 42
3．5 廣義不等式約束的凸優(yōu)化問題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)時間的傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位46
4．1 引言// 46
4．2 問題描述// 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)存在位置誤差時目標(biāo)定位方法56
4．4．1 最大似然問題建模// 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 量測噪聲對定位性能的影響64
4．6．2 特征參數(shù)對定位性能的影響65
4．6．3 節(jié)點(diǎn)位置誤差對定位性能的影響．67
4．7 本章小結(jié)// 68
第5 章基于到達(dá)時間差的傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位70
5．1 引言// 70
5．2 問題描述// 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)存在位置誤差時目標(biāo)定位方法78
5．4．1 最大似然問題建模// 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 量測噪聲對定位性能的影響85
5．6．2 特征參數(shù)對定位性能的影響87
5．6．3 節(jié)點(diǎn)位置誤差對定位性能的影響．90
5．7 本章小結(jié)// 92
第6 章基于距離量測的傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位94
6．1 引言// 94
6．2 問題描述// 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 量測噪聲對定位性能的影響112
6．6．2 特征參數(shù)對定位性能的影響113
6．6．3 節(jié)點(diǎn)位置誤差對定位性能的影響115
6．6．4 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模對定位性能的影響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 信噪比對定位性能的影響// 138
7．7．2 特征參數(shù)對定位性能的影響142
7．7．3 節(jié)點(diǎn)位置誤差對定位性能的影響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// 183