无线闭式定位理论与方法 针对到达角度和到达时延观测量

"“十三五”国家重点出版物出版规划项目（精装图书）。适读人群 ：高等院校相关专业的本科生，从事目标探测、信号和信息处理、目标工程等相关领域的科技工作者 ① 结构完整。 ② 内容选材广。 ③ 可读性强。"

本书系统地阐述了针对AOA观测量和TOA观测量的无线闭式定位理论与方法。本书分为3部分：第1部分为基础知识（第1章~第3章），内容包括绪论、矩阵预备知识及无线信号定位统计性能分析；第2部分为基于AOA观测量的闭式定位方法（第4章和第5章），内容包括基于AOA观测量的线性加权最小二乘定位方法和基于AOA观测量的偏置削减定位方法；第3部分为基于TOA观测量的闭式定位方法（第6章~第10章），内容包括基于TOA观测量的加权多维标度定位方法、基于TOA观测量的位置向量与时钟偏差联合估计方法、基于TOA观测量的多个源节点协同定位方法、基于TOA观测量的分布式MIMO雷达定位方法、在信号传播速度未知条件下基于TOA观测量的闭式定位方法。本书可作为高等院校通信与信息系统、信号与信息处理、控制科学与工程、应用数学等专业的学生自学用书或研究生教材，也可作为通信、雷达、电子、导航测绘、航空航天等领域的科学工作者和工程技术人员的参考书。

第1部分基础知识
第1章绪论2
1.1无线信号定位技术概述2
1.2无线闭式定位方法概述3
1.3本书的内容结构安排5
第2章矩阵预备知识7
2.1矩阵求逆计算公式7
2.1.1矩阵和求逆公式7
2.1.2分块对称矩阵求逆公式8
2.2Moore-Penrose广义逆矩阵和正交投影矩阵9
2.2.1Moore-Penrose广义逆矩阵10
2.2.2正交投影矩阵11
2.3矩阵Kronecker积和矩阵向量化运算14
2.3.1矩阵Kronecker积14
2.3.2矩阵向量化运算15
2.4标量函数的梯度向量和向量函数的Jacobian矩阵16
2.4.1标量函数的梯度向量16
2.4.2向量函数的Jacobian矩阵17
第3章无线信号定位统计性能分析18
3.1定位均方误差的CRB18
3.1.1传感器位置准确已知条件下的辐射源定位18
3.1.2传感器位置存在观测误差条件下的辐射源定位20
3.2定位成功概率25
3.3定位误差椭圆30
第2部分基于AOA观测量的闭式定位方法
第4章基于AOA观测量的闭式定位方法：线性加权最小二乘定位方法39
4.1AOA观测模型与问题描述39
4.2第I类线性加权最小二乘闭式定位方法——传感阵列位置准确已知41
4.2.1基于AOA定位的伪线性观测方程41
4.2.2线性加权最小二乘估计准则及其很优闭式解42
4.2.3理论性能分析45
4.2.4数值实验47
4.3第II类线性加权最小二乘闭式定位方法——传感阵列位置存在观测误差51
4.3.1传感阵列位置观测模型51
4.3.2线性加权最小二乘估计准则及其很优闭式解52
4.3.3理论性能分析56
4.3.4数值实验61
第5章基于AOA观测量的闭式定位方法：偏置削减定位方法68
5.1AOA观测模型与问题描述68
5.2线性加权最小二乘定位方法的估计偏置分析70
5.2.1线性加权最小二乘定位方法回顾70
5.2.2线性加权最小二乘定位方法的估计误差72
5.2.3线性加权最小二乘定位方法的估计偏置77
5.2.4数值实验78
5.3偏置削减定位方法83
5.3.1基本原理83
5.3.2实现细节与步骤总结85
5.3.3理论性能分析88
5.3.4数值实验91
第3部分基于TOA观测量的闭式定位方法
第6章基于TOA观测量的闭式定位方法：加权多维标度定位方法100
6.1TOA观测模型与问题描述100
6.2第I类加权多维标度闭式定位方法——传感器位置准确已知101
6.2.1标量积矩阵的构造101
6.2.2定位关系式102
6.2.3估计准则及其很优闭式解104
6.2.4理论性能分析107
6.2.5数值实验109
6.3第II类加权多维标度闭式定位方法——传感器位置存在观测误差113
6.3.1传感器位置观测模型113
6.3.2估计准则及其很优闭式解113
6.3.3理论性能分析119
6.3.4数值实验124
第7章基于TOA观测量的闭式定位方法：位置向量与时钟偏差联合估计方法131
7.1TOA观测模型与问题描述131
7.2第I类定位方法——基于一元二次方程根的估计方法133
7.2.1伪线性观测方程133
7.2.2定位原理与计算方法134
7.2.3理论性能分析138
7.2.4数值实验144
7.3第II类定位方法——两步线性加权最小二乘定位方法148
7.3.1伪线性观测方程148
7.3.2第1步线性加权最小二乘估计准则及其很优闭式解149
7.3.3第2步线性加权最小二乘估计准则及其很优闭式解154
7.3.4理论性能分析157
7.3.5数值实验161
第8章基于TOA观测量的闭式定位方法：多个源节点协同定位方法167
8.1TOA观测模型与问题描述167
8.1.1第1类：锚节点与U组源节点之间的距离观测量168
8.1.2第2类：U组源节点之间的距离观测量169
8.1.3第3类：U组源节点与W组源节点之间的距离观测量171
8.1.4第4类：W组源节点之间的距离观测量172
8.2闭式定位方法及其理论性能分析174
8.2.1阶段1的计算步骤及其理论性能分析174
8.2.2阶段2的计算步骤及其理论性能分析185
8.3数值实验208
第9章基于TOA观测量的闭式定位方法：分布式MIMO雷达定位方法221
9.1TOA观测模型与问题描述221
9.2伪线性观测方程223
9.3第1步线性加权最小二乘估计准则及其理论性能分析225
9.4第2步线性加权最小二乘估计准则及其理论性能分析228
9.5数值实验234
第10章基于TOA观测量的闭式定位方法：在信号传播速度未知条件下的定位方法240
10.1TOA观测模型与问题描述241
10.2伪线性观测方程242
10.3第1步定位原理与计算方法243
10.4第2步定位原理与计算方法249
10.5理论性能分析254
10.6数值实验258
附录A263
附录B267
附录C270
附录D275
附录E280
附录F281
参考文献284