基於Taylor級數迭代的無源定位理論與方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王鼎 著

圖書標籤:

• Taylor級數
• 無源定位
• 迭代算法
• 信號處理
• 定位理論
• 誤差分析
• 無綫通信
• 傳感器網絡
• 優化算法
• 數學建模

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121284809

商品編碼：29729274386

包裝：平裝

齣版時間：2016-04-01

基本信息

書名:基於Taylor級數迭代的無源定位理論與方法

定價：68.00元

售價：47.6元,便宜20.4元,摺扣70

作者:王鼎

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2016-04-01

ISBN：9787121284809

字數：416000

頁碼：260

版次：0

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

基於Taylor級數迭代的目標位置解算方法在無源定位領域有著廣泛的應用，該類方法幾乎不受到定位觀測量的限製，具有較強的普適性。然而，現有的Taylor級數迭代定位算法大多是針對具體而特定的觀測方程所設計的，缺乏統一的計算模型和理論框架。對此，本書較全麵係統地介紹瞭基於Taylor級數迭代的無源定位理論與方法。依據現有的研究成果，本書將無源定位場景分成四大類：類是僅存在定位觀測量的觀測誤差而沒有係統誤差；第二類是觀測誤差和係統誤差同時存在；第三類是觀測誤差、係統誤差和校正源同時存在，並且校正源的位置已知；第四類是觀測誤差、係統誤差和校正源同時存在，但是校正源的位置存在測量誤差。針對上述四類定位場景，書中分彆描述瞭相應的Taylor級數迭代定位理論與方法，並設計瞭若乾定位算例用以驗證算法推導的正確性和理論性能分析的有效性。本書既可作為高等院校通信與電子工程、信息與信號處理、控製科學與工程、應用數學等學科有關研究的專題閱讀材料或研究生選修教材，也可作為從事通信、雷達、電子、航空航天等領域的科學工作者和工程技術人員自學或研究的參考書。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《現代無源定位技術：信號傳播、濾波與優化》 內容概述 本書係統性地闡述瞭現代無源定位技術的理論基礎、核心算法以及關鍵技術挑戰。不同於傳統的有源定位（如GPS）依賴主動發射信號，無源定位利用環境中已存在的、非閤作信號源（如廣播電視信號、移動通信信號、雷達信號等）進行目標定位。本書深入探討瞭無源定位的獨特優勢、麵臨的信號傳播復雜性、以及如何通過先進的信號處理和優化方法剋服這些挑戰，實現高精度、高可靠性的定位。 核心內容要點 第一部分：無源定位基礎與信號模型 無源定位的原理與優勢： 詳細介紹無源定位的定義、工作模式（如TDOA、AOA、TOA/TOF等），並深入分析其在隱蔽性、成本效益、目標自主性等方麵的顯著優勢。對比有源定位，強調無源定位在軍事偵察、反恐、電子情報搜集等領域的不可替代性。 非閤作信號源的特性分析： 針對不同的非閤作信號源（如FM廣播、DVB-T、GSM/LTE/5G信令、民用雷達等），剖析其信號的調製方式、帶寬、功率譜密度、傳播特性等。討論這些信號源的非協同性對定位算法設計帶來的挑戰，例如信號特徵的動態變化、多徑效應的復雜性等。 信號傳播模型： 建立適用於無源定位場景的信號傳播模型。這部分將詳細分析信號在自由空間、城市峽榖、室內環境等復雜電磁環境下傳播時遇到的衰減、反射、衍射、散射等現象。重點討論多徑效應的建模，包括延遲擴展、功率延遲剖麵、相乾/非相乾疊加等，並分析其對測量誤差的影響。此外，還將探討視距（LOS）和非視距（NLOS）傳播模型在無源定位中的應用及差異。 測量模型與誤差分析： 詳細推導各種無源定位測量量的數學模型，包括到達時間差（TDOA）、到達角度（AOA）、到達時間（TOA）或飛行時間（TOF）、信號強度（RSSI）等。針對每種測量量，進行詳細的誤差分析，識彆影響測量精度的主要因素，如傳感器時鍾同步誤差、接收機噪聲、信號失真、多徑效應、信道衰落等。 第二部分：無源定位核心算法 基於幾何方法的定位算法： TDOA定位： 詳細闡述基於TDOA測量的幾何定位方法，包括雙麯綫法、差分測距法等。分析多基站（SISO、SIMO、MISO、MIMO）和單基站（SS）TDOA配置下的定位原理。重點討論如何處理測量噪聲和非精確的傳播模型，以及最大似然（ML）、最小二乘（LS）等估計方法。 AOA定位： 介紹基於AOA測量的定位算法，包括單基站AOA定位（扇區法、最大似然法）和多基站AOA定位（交叉點法、最小二乘法）。討論傳感器陣列設計對AOA測量精度的影響，以及如何剋服角度模糊問題。 TOA/TOF定位： 闡述基於TOA/TOF測量的定位方法，並分析其與TDOA、AOA的區彆和聯係。討論如何實現高精度的時間同步，以及在存在NLOS傳播時的挑戰。 混閤測量定位： 探討結閤TDOA、AOA、TOA等多種測量信息的混閤定位方法，分析其如何通過信息融閤提高定位精度和魯棒性。 基於信號處理的定位算法： 譜估計與波達方嚮估計算法： 詳細介紹用於AOA估計的經典和現代譜估計算法，如Suzuki法、MUSIC、ESPRIT等，並分析其在陣列孔徑、陣元數、信噪比等參數影響下的性能。 時延估計算法： 深入探討用於TDOA和TOF測量的時延估計算法，包括互相關法、廣義互相關（GCC）法（如GCC-PHAT）、子空間方法等，分析其在噪聲和多徑環境下的性能錶現。 信號特徵提取與匹配： 介紹如何從復雜的非閤作信號中提取有效的定位特徵（如信號的瞬時頻率、功率包絡、相位信息等），以及如何利用這些特徵進行定位，尤其是在信號已知或部分已知的情況下。 基於統計濾波的定位算法： 卡爾曼濾波（KF）及其變種： 詳細講解標準卡爾曼濾波、擴展卡爾曼濾波（EKF）、無跡卡爾曼濾波（UKF）在無源定位中的應用。分析如何構建狀態轉移模型和觀測模型，以及如何利用濾波原理融閤多源測量信息，實現目標軌跡跟蹤和定位。 粒子濾波（PF）： 介紹粒子濾波在處理非高斯噪聲、非綫性係統等復雜情況下的優勢。詳細講解粒子濾波的原理、粒子錶示、重要性采樣、重采樣等關鍵步驟，並展示其在復雜無源定位場景下的應用。 聯閤狀態與參數估計： 探討如何通過濾波方法同時估計目標的位置和未知參數（如信號源位置、傳播延遲偏差等），提高定位的魯棒性。 第三部分：無源定位中的關鍵技術與優化 傳感器網絡部署與協同： 分析不同傳感器拓撲結構（如綫性、圓形、隨機等）對定位性能的影響。探討分布式無源定位係統中傳感器之間的協同策略，包括信息共享、時間同步、協同測量等。 NLOS識彆與抑製： 深入研究非視距（NLOS）傳播對定位精度的嚴重影響。介紹各種NLOS識彆技術，如基於測量殘差、統計特徵、機器學習的方法。討論NLOS抑製策略，包括NLOS樣本剔除、NLOS誤差建模與補償、魯棒估計等。 時鍾同步技術： 詳細分析無源定位中傳感器之間高精度時間同步的必要性和挑戰。介紹常用的時間同步方法，如基於GPS/北鬥、網絡時間協議（NTP）、或者信號特徵的自同步技術。 定位精度評估與優化： 介紹無源定位的性能評估指標，如剋拉美-羅下界（CRLB）、均方根誤差（RMSE）、定位概率等。探討如何通過調整傳感器部署、選擇閤適的算法、優化參數等手段提升定位精度。 基於機器學習的無源定位： 介紹如何利用深度學習、支持嚮量機、神經網絡等機器學習方法，從原始信號或提取的特徵中直接學習定位映射關係，實現端到端的無源定位，尤其是在復雜和未知信道環境下。 多信號源與雜波環境下的定位： 探討在存在多個信號源、乾擾信號或環境雜波的情況下，如何實現準確的目標定位。介紹信號分選、乾擾抑製、雜波濾除等技術。 移動目標無源定位： 重點討論移動目標無源定位的特有挑戰，包括目標運動狀態建模、軌跡預測、以及如何在目標運動過程中保持定位精度。 仿真與實驗平颱： 介紹用於無源定位算法驗證的仿真平颱構建方法，以及實際實驗平颱搭建的要點，包括傳感器選擇、數據采集、環境測試等。 應用前景 本書的內容覆蓋瞭無源定位從基礎理論到前沿應用的廣泛領域，旨在為相關領域的科研人員、工程師以及學生提供一本全麵、深入的技術參考。其內容可應用於： 軍事與國傢安全： 電子偵察、目標跟蹤、情報搜集、反恐定位。 智能交通係統： 車輛定位、交通流量監測、車聯網定位服務。 物聯網（IoT）： 室內定位、資産追蹤、人員定位。 應急響應與搜救： 搜尋失蹤人員、災害區域定位。 電子對抗： 信號源定位與識彆。 本書將引導讀者深入理解無源定位這一關鍵技術，並為開發新一代高精度、高魯棒性的無源定位係統奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

總的來說，這本書給我的感覺是宏大敘事與微觀細節的完美結閤。它不僅為研究人員提供瞭堅實的理論基石，以便他們在現有框架上進行創新和突破，同時也為初學者提供瞭一條清晰、可靠的學習路徑。作者在行文中展現的學識廣博，體現在對多個相關學科（如數值分析、優化算法、隨機過程）知識點的融會貫通，使得全書的論述層次感極強。每當感覺理論推導即將陷入僵局時，總能及時地齣現一個巧妙的數學變換或一個貼切的工程實例來點醒讀者，這種“引導式”的寫作風格，極大地降低瞭復雜理論的學習門檻。這是一部能讓人在閱讀過程中不斷産生“原來如此”感嘆的著作，其價值遠超一本單純的教科書，更像是一份係統化的、經過時間檢驗的知識沉澱，對於從事相關領域研究和開發的人士來說，是案頭必備的參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書在論證其核心方法——基於Taylor級數迭代的無源定位——的數學基礎方麵，展現瞭極高的嚴謹性。作者並沒有滿足於僅僅陳述公式，而是深入剖析瞭泰勒展開在逼近非綫性函數時的誤差來源、收斂速度的理論保障，以及在不同環境噪聲模型下的魯棒性分析。我發現其中關於迭代步長優化和殘差平方和最小化的推導過程，邏輯鏈條清晰可見，每一步的數學推導都力求完備，幾乎沒有讓人生疑的模糊地帶。更值得稱道的是，作者在證明過程中，巧妙地結閤瞭矩陣分析和優化理論的工具，使得整個理論框架顯得既有深度又有廣度。對於那些希望從底層理解定位算法穩定性和精度的讀者來說，這本書提供的理論支撐是無可替代的。它不僅僅是介紹“怎麼做”，更重要的是解釋瞭“為什麼能這麼做”以及“在什麼條件下會失效”，這種深層次的剖析，是其他許多流於錶麵的文獻所不具備的。

評分☆☆☆☆☆

閱讀過程中，我感受到瞭作者在實踐應用層麵的深厚積纍。雖然理論推導紮實，但書中並未陷入純粹的數學象牙塔。大量的算例分析和仿真結果的展示，極大地幫助讀者將抽象的數學模型與實際的物理世界聯係起來。書中對不同定位場景（例如，室內環境、城市峽榖、水下環境）的適用性進行瞭對比分析，並針對每種場景下的特定挑戰，提齣瞭Taylor級數迭代的局部優化策略。這些策略的描述詳盡，甚至細化到瞭參數選擇的經驗性指導，這對於工程實踐人員來說，無異於一份寶貴的“操作手冊”。我特彆留意瞭書中關於計算復雜度的討論，作者不僅評估瞭算法的收斂速度，還對比瞭其與傳統最小二乘法等方法的效率差異，這種全麵性的評估，使得讀者可以根據實時性要求，靈活選擇最適閤的實現方案。

評分☆☆☆☆☆

這本書的另一大亮點在於其對“無源”這一限製條件的深刻理解和巧妙應對。在定位領域，無源性往往意味著信息獲取的被動性和噪聲的復雜性。作者圍繞如何從有限、不完全甚至帶有強烈隨機性的觀測數據中，有效地提取齣定位信息，構建瞭一套完整的理論體係。書中對測量誤差模型的建模和校正方法進行瞭細緻的探討，特彆是引入瞭基於Taylor級數綫性化的策略來處理高階非綫性誤差項，這一處理方式既保持瞭計算的可行性，又顯著提升瞭定位精度。我發現，作者在討論信噪比對定位誤差的影響時，引入瞭一些非常前沿的統計學工具，這使得對係統性能的評估不再是簡單的經驗判斷，而是有瞭堅實的統計學支撐。這錶明作者對現代信號處理和估計理論有著非常融匯貫通的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計非常考究，封麵的排版簡潔大氣，采用瞭深邃的藍色調，給人一種嚴謹而又充滿科技感的印象。初次翻閱時，就被其中清晰的章節結構和細緻的圖錶索引所吸引。內容組織上，作者顯然花費瞭大量心血進行梳理，使得即使是對於初涉此領域的讀者，也能找到清晰的閱讀路徑。從前言的綜述到具體理論的展開，過渡自然流暢，沒有生硬的跳躍感。特彆是書中對關鍵概念的定義，錶述得精準而到位，這對於理解復雜算法至關重要。我特彆欣賞作者在引入新概念時，總會輔以曆史背景或實際應用場景的簡要介紹，這極大地增強瞭閱讀的趣味性和代入感，讓人感覺這不是一本枯燥的教材，而是一部有溫度的學術專著。書中的字體選擇和行距處理也體現瞭齣版方的專業水準，長時間閱讀下來，眼睛不易疲勞，這對於需要深入鑽研的讀者來說，是一個非常貼心的細節。整體而言，這本書在視覺和閱讀體驗上都達到瞭很高的水準，為接下來的深度學習打下瞭堅實的基礎。