通信高精度定位理论与技术丛书无线闭式定位理论与方法 针对到达角度和到达时延观测量

第1部分 基础知识
第1章 绪论 2
1.1 无线信号定位技术概述 2
1.2 无线闭式定位方法概述 3
1.3 本书的内容结构安排 5
第2章 矩阵预备知识 7
2.1 矩阵求逆计算公式 7
2.1.1 矩阵和求逆公式 7
2.1.2 分块对称矩阵求逆公式 8
2.2 Moore-Penrose广义逆矩阵和正交投影矩阵 9
2.2.1 Moore-Penrose广义逆矩阵 10
2.2.2 正交投影矩阵 11
2.3 矩阵Kronecker积和矩阵向量化运算 14
2.3.1 矩阵Kronecker积 14
2.3.2 矩阵向量化运算 15
2.4 标量函数的梯度向量和向量函数的Jacobian矩阵 16
2.4.1 标量函数的梯度向量 16
2.4.2 向量函数的Jacobian矩阵 17
第3章 无线信号定位统计性能分析 18
3.1 定位均方误差的CRB 18
3.1.1 传感器位置精确已知条件下的辐射源定位 18
3.1.2 传感器位置存在观测误差条件下的辐射源定位 20
3.2 定位成功概率 25
3.3 定位误差椭圆 30
第2部分 基于AOA观测量的闭式定位方法
第4章 基于AOA观测量的闭式定位方法：线性加权*小二乘定位方法 39
4.1 AOA观测模型与问题描述 39
4.2 第I类线性加权*小二乘闭式定位方法——传感阵列位置精确
已知 41
4.2.1 基于AOA定位的伪线性观测方程 41
4.2.2 线性加权*小二乘估计准则及其*优闭式解 42
4.2.3 理论性能分析 45
4.2.4 数值实验 47
4.3 第II类线性加权*小二乘闭式定位方法——传感阵列位置存在
观测误差 51
4.3.1 传感阵列位置观测模型 51
4.3.2 线性加权*小二乘估计准则及其*优闭式解 52
4.3.3 理论性能分析 56
4.3.4 数值实验 61
第5章 基于AOA观测量的闭式定位方法：偏置削减定位方法 68
5.1 AOA观测模型与问题描述 68
5.2 线性加权*小二乘定位方法的估计偏置分析 70
5.2.1 线性加权*小二乘定位方法回顾 70
5.2.2 线性加权*小二乘定位方法的估计误差 72
5.2.3 线性加权*小二乘定位方法的估计偏置 77
5.2.4 数值实验 78
5.3 偏置削减定位方法 83
5.3.1 基本原理 83
5.3.2 实现细节与步骤总结 85
5.3.3 理论性能分析 88
5.3.4 数值实验 91
第3部分 基于TOA观测量的闭式定位方法
第6章 基于TOA观测量的闭式定位方法：加权多维标度定位方法 100
6.1 TOA观测模型与问题描述 100
6.2 第I类加权多维标度闭式定位方法——传感器位置精确已知 101
6.2.1 标量积矩阵的构造 101
6.2.2 定位关系式 102
6.2.3 估计准则及其*优闭式解 104
6.2.4 理论性能分析 107
6.2.5 数值实验 109
6.3 第II类加权多维标度闭式定位方法——传感器位置存在观测
误差 113
6.3.1 传感器位置观测模型 113
6.3.2 估计准则及其*优闭式解 113
6.3.3 理论性能分析 119
6.3.4 数值实验 124
第7章 基于TOA观测量的闭式定位方法：位置向量与时钟偏差联合
估计方法 131
7.1 TOA观测模型与问题描述 131
7.2 第I类定位方法——基于一元二次方程根的估计方法 133
7.2.1 伪线性观测方程 133
7.2.2 定位原理与计算方法 134
7.2.3 理论性能分析 138
7.2.4 数值实验 144
7.3 第II类定位方法——两步线性加权*小二乘定位方法 148
7.3.1 伪线性观测方程 148
7.3.2 第1步线性加权*小二乘估计准则及其*优闭式解 149
7.3.3 第2步线性加权*小二乘估计准则及其*优闭式解 154
7.3.4 理论性能分析 157
7.3.5 数值实验 161
第8章 基于TOA观测量的闭式定位方法：多个源节点协同定位方法 167
8.1 TOA观测模型与问题描述 167
8.1.1 第1类：锚节点与U组源节点之间的距离观测量 168
8.1.2 第2类：U组源节点之间的距离观测量 169
8.1.3 第3类：U组源节点与W组源节点之间的距离观测量 171
8.1.4 第4类：W组源节点之间的距离观测量 172
8.2 闭式定位方法及其理论性能分析 174
8.2.1 阶段1的计算步骤及其理论性能分析 174
8.2.2 阶段2的计算步骤及其理论性能分析 185
8.3 数值实验 208
第9章 基于TOA观测量的闭式定位方法：分布式MIMO雷达定位
方法 221
9.1 TOA观测模型与问题描述 221
9.2 伪线性观测方程 223
9.3 第1步线性加权*小二乘估计准则及其理论性能分析 225
9.4 第2步线性加权*小二乘估计准则及其理论性能分析 228
9.5 数值实验 234
第10章 基于TOA观测量的闭式定位方法：在信号传播速度未知条件
下的定位方法 240
10.1 TOA观测模型与问题描述 241
10.2 伪线性观测方程 242
10.3 第1步定位原理与计算方法 243
10.4 第2步定位原理与计算方法 249
10.5 理论性能分析 254
10.6 数值实验 258
附录A 263
附录B 267
附录C 270
附录D 275
附录E 280
附录F 281
参考文献 284