基于光波導(dǎo)傳感器的子空間類(lèi)定位算法研究.pdf

1、傳感器在當(dāng)今世界的很多領(lǐng)域內(nèi)都發(fā)揮著舉足輕重的作用,而電場(chǎng)傳感器在無(wú)線(xiàn)通信,軍事偵察和電磁兼容等方向的重要程度更是不容忽視。由于傳統(tǒng)的電場(chǎng)傳感方法在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出諸多缺點(diǎn)。采用先進(jìn)的集成光學(xué)技術(shù)構(gòu)成的集成光波導(dǎo)電場(chǎng)傳感器,使得整個(gè)電場(chǎng)感應(yīng)系統(tǒng)變成超小型,并具有穩(wěn)定、可靠、帶寬大、抗電磁干擾及微擾小等特點(diǎn)。利用集成光學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)以L(fǎng)iNbO3晶體為襯底的電場(chǎng)傳感器,正成為研究熱點(diǎn)之一。本文選取了集成光波導(dǎo)電場(chǎng)傳感器及其傳感系統(tǒng)作為研究對(duì)象

2、展開(kāi)相關(guān)研究,分析了基于集成光波導(dǎo)分段電極電場(chǎng)傳感器的結(jié)構(gòu),建立了相應(yīng)的信號(hào)數(shù)學(xué)近似模型。 接下來(lái),重點(diǎn)研究了集成光波導(dǎo)電場(chǎng)傳感器的潛在應(yīng)用方向,將傳感器應(yīng)用于定位領(lǐng)域。本文研究了基于光波導(dǎo)傳感器的信號(hào)形式用于傳感器定位的兩個(gè)主要分支：近場(chǎng)陣列定位和傳感器網(wǎng)絡(luò)定位,分別提出了幾種基于特征子空間分解的定位算法。 首先,本文針對(duì)近場(chǎng)源定位這一陣列信號(hào)處理領(lǐng)域中的問(wèn)題進(jìn)行了研究,綜述了傳感器陣列定位問(wèn)題的研究現(xiàn)狀,介紹了一些經(jīng)

3、典的定位算法,如MUSIC算法。并在此基礎(chǔ)之上,針對(duì)經(jīng)典定位方法的不足,提出了基于傳感器陣列對(duì)稱(chēng)性的特點(diǎn)的類(lèi)遠(yuǎn)場(chǎng)定位MUSIC算法,同時(shí)也定義了一種基于距離參數(shù)的MUSIC空間譜；為進(jìn)一步提高算法精度,本文又在傳統(tǒng)子空間擬合算法的基礎(chǔ)上,引入了方位角和距離參數(shù)交替投影的迭代算法。 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)集中了微機(jī)電技術(shù)、感知技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù),孕育出一種全新的信息獲取和處理模式。布局和覆蓋、節(jié)點(diǎn)定位、

4、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議是傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的幾個(gè)基本問(wèn)題。其中,節(jié)點(diǎn)定位問(wèn)題是傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別、監(jiān)控、跟蹤等眾多應(yīng)用的前提,也是傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。本文就傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)展開(kāi)深入探討。由于傳感器節(jié)點(diǎn)受體積、成本、能量等因素的限制,且通常工作在人類(lèi)難以或不宜接近的場(chǎng)合,因此定位技術(shù)的基本途徑是：部署少量已知坐標(biāo)的參考節(jié)點(diǎn),其他未知坐標(biāo)的節(jié)點(diǎn)通過(guò)測(cè)量與參考節(jié)點(diǎn)的距離、角度,或依據(jù)相對(duì)位置關(guān)系、網(wǎng)絡(luò)連通性進(jìn)行一定的計(jì)算得出自身的坐標(biāo)