相对定位估计的修正克拉美罗界
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解放军信息工程大学 信息工程学院 河南 郑州 450002,解放军信息工程大学 信息工程学院 河南 郑州 450002,解放军信息工程大学 信息工程学院 河南 郑州 450002

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国家科技重大专项 (2010ZX03006-002)


Modified Cramer-Rao bound for Relative Locaion Estimation
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PLAIEU,PLA IEU,PLA IEU

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    摘要:

    为定量的比较系统时间同步误差对TOA机制与TDOA机制定位估计性能的影响,分析了同步误差的组成,将同步误差计入观测模型,在此观测模型下修正了TOA机制与TOA/RSS混合机制CRB,并在相同的参考节点布局下分别与TDOA机制和TDOA/RSS混合机制的CRB做比较。新的观测模型表明,在观测方程中,发送端时钟误差同时也是未知量;TOA机制可解出该未知量,用于消除同步误差;而TDOA机制牺牲一个观测量用以消除发送端时钟误差,降低了系统时间同步要求,也即消除了一个未知量。理论证明及仿真结果均表明,在等量的同步误差和相同的参考节点布局下TOA机制与TDOA机制CRB相等以及TOA/RSS与TDOA/RSS混合机制CRB相等,而RSS机制分别与TOA机制、TDOA机制的混合,提高了TOA机制、TDOA机制在近距离定位时的性能。

    Abstract:

    Inorder to compare of the synchronization error affect on location accuracy between TOA(Time Of Arrival) and TDOA(Time Difference Of Arrival) schemes ,The synchronization error’s components were analyzed and the clock offset contained measurements model is established, the TOA and TOA/RSS(Received Signal Strength) schemes’ modified Cramer-Rao bound (MCRB) are derived, compare with the TDOA and TDOA/RSS schemes’s Cramer-Rao bound respectively. It’s shown that the transmitter’s clock offset are also the unknown variable in the new observation equation, it can be solved in the TOA scheme to eliminate part of synchronization error; the TDOA scheme sacrifice one measurement to subtract the transmitter’s clock offset from unknown variables lead synchronize requirements can be relaxed. The theoretical derivation and the computer simulation both show that the MCRB are the same for TOA and TDOA schemes and the MCRB are the same for TOA/RSS and TDOA/RSS hybrid schemes when using the same sensor array and the same amount synchronization error were introduced. Especially,the hybrid schemes improve the short distance location accuracy.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

李协,张效义,胡赟鹏.相对定位估计的修正克拉美罗界[J].数据采集与处理,2013,28(2):195-

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  • 收稿日期:2011-11-22
  • 最后修改日期:2012-01-08
  • 录用日期:2012-04-16
  • 在线发布日期: 2013-04-25