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基于WSN的飞机地靶攻击训练系统的设计与应用

作　者: 刘华锐
导　师: 高航
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线传感器网络 目标定位 地靶训练 TDOA 多边测量法
分类号: V216.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


集成了传感器、嵌入式计算、网络和无线通信四南技术而形成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,它被认为是21世纪最重要的技术之一。它既是一种全新的信息获取和处理技术,又是一种新型的无基础设施的无线网络,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,传送到需要这些信息的用户。无线传感器网络是计算机科学技术的一个新的研究领域,具有十分广阔的应用前景,引起了学术界、工业界及军事界的高度重视。无线传感器网络的设计是针对特定的应用而并不是普遍的应用,不同的应用所需要的硬件软件平台是不相同的。本文将无线传感器网络定位这一先进技术创新性地引入飞机打地靶训练测试领域,这是根据本人(本人是军人)工作的实际需要而提出的南胆构想,在国内外还是第一次创新性尝试,它为飞机打地靶训练评估提供一种新的解决办法,必将提高飞行员打靶训练的效率,提高我军的战斗力,促进我军信息化建设进程,同时也拓展了无线传感器网络的应用领域。根据靶场定位系统中对弹着点定位精度的要求以及实际的环境特点,本文首先分析了几种常用的无线传感器网络中目标的定位技术,对比了各种技术的优缺点,从中找出适合本项目要求的基于TDOA测距模型的多边算法,并对算法进行了改进,根据实际情况采用最小二乘算法计算测距误差,再进一步采用加权最小二乘算法,以测距误差的方差矩阵作为权重,减小位置误差带来的定位误差。然后运用多数据融合技术对结果进行了处理,减小了在实际应用当中由于单个传感器时间不同步以及外界环境因素对定位精度造成的影响。最后运用MATLAB软件对算法进行了仿真,证明了算法的可行性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 无线传感器网络的研究现状  11-12
  1.3 课题的提出  12-13
  1.4 论文组织结构  13-14
第二章 无线传感器网络概述  14-21
  2.1 无线传感器网络体系结构  14-16
    2.1.1 无线传感器网络节点  14-15
    2.1.2 无线传感器网络体系  15-16
  2.2 无线传感器网络的特点  16-17
  2.3 无线传感器网络的关键技术  17-18
  2.4 典型应用及应用前景  18-21
第三章 无线传感器网络定位技术研究  21-32
  3.1 传感器网络节点定位基本概念  21
  3.2 无线传感器网络定位误差产生的主要原因  21-22
  3.3 基于测距的定位算法  22-26
    3.3.1 传感器网络节点的测距技术  22-26
    3.3.2 传感器网络节点的位置计算方法  26
  3.4 测距无关的定位算法  26-29
    3.4.1 质心算法  26-27
    3.4.2 APIT 算法  27-28
    3.4.3 MDS-MAP 定位算法  28-29
  3.5 其它定位分类算法  29-31
  3.6 定位算法的评价标准  31-32
第四章 系统方案的设计与应用  32-46
  4.1 需求分析  32-34
    4.1.1 系统功能  32
    4.1.2 技术指标  32-33
    4.1.3 方案可行性分析  33
    4.1.4 应用前景  33-34
  4.2 系统构成  34-39
    4.2.1 目标检测与定位系统硬件结构功能分析  34-36
    4.2.2 目标检测与定位原理  36
    4.2.3 系统结构设计  36-39
  4.3 航南炮弹的目标定位与计算模型  39-44
    4.3.1 TDOA 测距模型  39
    4.3.2 误差源及行为分析  39-40
    4.3.3 三边算法  40-41
    4.3.4 三角算法  41-42
    4.3.5 多边算法  42-44
    4.3.6 算法分析比较  44
  4.4 多数据融合技术  44-46
第五章 目标定位算法的仿真测试  46-51
  5.1 仿真工具介绍  46-47
  5.2 仿真结果  47-49
  5.3 误差分析  49-51
第六章 回顾与展望  51-55
  6.1 本文总结  51
  6.2 无线传感器网络未来展望  51-55
    6.2.1 无线传感器网络应用前景  51-52
    6.2.2 国际技术研发趋势与突破点  52-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
在学期间的研究成果及发表的学术论文  59

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 基础理论及试验 > 航空器地面试验 > 各种试验设备和仪器
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