声源定位算法的精度分析

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摘要摘 要:针对国家靶场测量落点坐标测试手段存在局限性的问题,该文提出基于时延估计的声源定位算法,给出影响该算法定位精度的几个因素和传感器阵列的几种布站方式,并对各种布站方式的定位误差...

摘 要:针对国家靶场丈量落点坐标测试手腕存在局限性的问题,该文提出基于时延估量的声源定位算法,给出影响该算法定位精度的几个因素以及传感器阵列的几种布站方式,并对各种布站方式的定位误差进行了仿真计算,通过仿真分析了在不同的布站方式下声波的传布速度误差以及时间差丈量误差对定位精度的影响。结果表明:采取声波定位技术丈量落点坐标精度可知足指标请求;合理布设传感器阵列能够提高定位精度。

落点坐标是武器系统实验进程中一个重要的参数,直接影响武器系统机能。目前采取的丈量办法以光学测试为主, 因为光学丈量办法的局限性,对于暗、弱目标的丈量效果不是很好。应用声音的震撼以及传感器阵列协同工作来进行目标定位,拥有费用低、精度高、实时性好、架设利便等特色,可以接管来自任意方向的声音、没有束缚角、视场角方面的限制,能够实现全方位感知,因而声波定位技术是一种无比好的测试手腕。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/7080.html

声源定位办法有不少种,大多数是依据声波达到不同位置上的声传感器的时间差而肯定声源位置的。文中提出定位算法, 是基于时延估量定位法,将时间差作为观测值, 采取最小二乘原理解算出结果,采取此算法可以解决大多数的声源定位问题,尤其对于实时声信号有较快、较强的处理能力, 只要可以丈量出准确的起跳点时刻,就能够实现准确的实时声源定位。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/7080.html

影响声源定位精度的主要因素包含声震波传布速度误差、时间丈量误差、布站方式、传感器数量等。传布速度误差以及时间丈量误差尽管通过技术手腕可以降到最低, 然而不可防止, 因而布站方式、传感器数量成为提高丈量精度的关键问题,文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/7080.html

1)在传布速度以及时间差误差的影响下, 采用不同布站方式定位精度会有不同程度的影响, 当采取“L”型布站的时候,尽可能防止使目标位于传感器布局对称中心的斜线上; 采取“门” 字、“Ⅱ”型、“口” 字型以及“田” 字型布站的时候,应防止目标落于传感器阵列的连线上; “口” 字型与“田”字型的布站方式定位精度差别不大, 实际测试的时候, 可以用“口” 字型接替“田” 字型布站。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/7080.html

2)当传感器数量为4 个时,定位精度比较差,到达十几米; 跟着传感器数量的增添, 定位精度受传布速度误差的影响愈来愈小, 当传感器数量到达8个以后就能够到达5m 的精度;超过8个传感器后,跟着传感器数量的增添, 定位精度受传布速度误差影响愈来愈小, 但受时间差误差的影响却没有显明的变化。因而, 在实际测试中, 如定位精度仅需要知足5 m 之内的请求,除了特殊的情况外, 都可采取8 个传感器的布站方式进行定位。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/7080.html

3)单坐标方向偏离传感器阵列时, 跟着距离的增大,时间差误差对定位精度的影响愈来愈大,而传布速度误差的影响却不随距离的增添而扭转,因而,当目标距离到达一定规模的时候, 时间差精度的高下抉择了定位精度的优劣。随机方向偏离传感器阵列时,传布速度误差以及时间差误差对定位精度的影响都跟着距离的增大而增大。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/7080.html

引用格式:陈连,于国栋,宋永志,等.声源定位算法的精度分析[J].测绘科学,2016,41(5):21-25.文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/7080.html

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