基于TOA的网络多声源定位方法研究(2)
4.2 探测节点存在漏检和异常值情况 21
致谢 24
参考文献 25
1 引言
无线传感器网络技术是在21世纪兴起并且对人类生活有重要影响的科学技术。其涉及多门学科，形成一高度交叉的知识网络，包括无线传输、传感器、嵌入式、无线网络通信等技术，是一新兴的前沿技术领域 。在无线网络的基础上，无线传感器网络在功能方面进行了大量的扩展，使人类从生活中获取信息的能力得到大幅度提升，其相继被一些世界重要科技组织所接受和重视，并不断列入改变世界的新技术行列。无线传感器网络技术在很多研究项目和公司的加盟下，其理论知识不断得到更新和完善，其应用场合也不断增加，即使是一些人类无法到达的监测区域。目前，其应用领域已经从军事方面扩展到其它各个方面，例如，应用于室内定位和跟踪、室外恶劣环境监测、医疗文护、智能交通等。
1.1 研究背景和意义
随着无线传感器网络的相关技术的不断进步和革新，无线传感器网络技术应用范围不断扩大。无线传感器网络是由部署在一定区域的大量传感器节点构成得到。由于传感器价格相对低廉，体积下便于操作，而且功能强大的特性，促使了无线传感器网络被越来越多的领域所应用。
无线传感器网络的实现方式是人类与自然界的交互，改变了以前单一的人与人之间的沟通，即从事范围大大扩充，形成了虚拟信息世界和现实存在事物的结合和统一。该领域在成为军事技术革命努力方向的同时，也将成为新一批信息产业竞争的高峰点。
无线传感器网络应用场合主要分布在军事应用、生态环境监测、交通管理，医疗健康应用和农业应用等领域 。在军事领域，由于和昂贵的雷达系统相比，成本非常低廉，被广泛的应用于定位，侦查和探测行动中。在生态环境监测领域，可有有效的监测温度，湿度等环境因素，同时对于监测动物的活动以及预防森林火灾也有很好的效果。在交通管理方面，在中国这样交通十分拥堵的国度，通过传感器网络的监控，我们可以提前预知前方的道路情况，避免交通拥堵，实现智能定位。在医疗健康领域，可以通过数据的传送实时的监测病人的身体状况。在农业领域，主要用于实现现代化农业，同时监测农作物的生长环境，及时处理相关问题。
由于传感器节点具有的强大功能，可感知目标声源的方向，角度，高度，经纬度，时间等重要信息，无线传感器网络在定位系统中也有着广泛的应用 。目前使用最广泛的定位系统当属全球定位系统(Global Positioning System, GPS)，其不仅定位精度高，而且抗干扰性强，因此利用它进行节点位置定位是首选。但是从体积、价格和耗能等方面考虑，其不适用于大规模部署的无线传感器网络。并且，在无线传感器网络的室内应用中，GPS 因接收卫星信号较微弱而无法定位。近年来，随着各种大型场馆的建立，对室内定位服务的需求日益增加，室内定位技术的研究引起人们的广泛关注，成为各大高校、研究机构和企业的一个研究热点。多种定位技术在室内定位领域发挥了尤为重要的作用。传感器节点由于其低成本、小体积和低功耗特性，使得基于无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)的室内定位技术具有独特的优势。
1.2 国内外研究现状
1.3 论文主要工作
针对户外远场多声源网络无源定位问题，当前已有的大量研究成果大致可以分为三类：基于DOA定位、基于能量定位、基于TOA/TDOA定位。在信噪比较高，节点测量误差较小等理想情况下，随着传感器节点数量增加，上述方法都可以取得较为满意的结果。但是当存在测量异常值（outlier）时，已有的传统方法定位结果将受到显著影响。近年来，存在测量异常值时的稳健定位方法成为当前研究热点之一，包括非高斯噪声、非视线传播（NLOS）、严重多径传播等情况下测量异常值的鉴别和处理已经取得了很多有益的成果。
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