基于无线传感器网络的无源时差定位研究与实现

摘要

随着通信技术、电子技术、传感器技术的飞速发展，无线传感器网络已成为人们研究的热点，其应用备受关注。同时，无线电频谱是一项珍贵而稀缺的资源，而目前国内频谱利用率低、干扰与冲突严重、同时缺乏有力监管，所以频谱管理成为一项刻不容缓的工程。随着无线传感器网络的不断发展，基于无线传感器网络的频谱监测系统应运而生，它能够满足频谱监测与管理的需求，实现对无线电信号的监测、识别与定位，因此定位技术成为频谱监测系统的关键技术之一。
　　本文主要研究基于无线传感器网络的定位技术，从理论研究到工程实现。理论研究方面，本文首先是对无线传感器网络定位技术和无线信道环境的介绍与分析；其次是对TDOA定位算法的研究，具体包括Chan算法、泰勒级数展开法、融合算法，并且通过模拟仿真分析算法的性能；最后是对定位系统中几项关键技术的研究，具体包括传感器节点自定位技术、时间同步技术、TDOA估计算法、定位节点选择技术。工程应用方面，本文结合实际测量数据分析各种算法的优劣，选择最适合频谱监测系统的算法和技术，最后将定位算法和各项关键技术应用到工程上，从而完成整个定位系统的搭建，并完成大量定位测试。结果表明，该定位系统性能良好且稳定性高，因此基于无线传感器网络的TDOA定位算法及其关键技术能够满足定位系统的要求。