بهینه‌سازی مکانی و استخراج تأخیر در مکان‌یاب راداری

کبیری, رحمان; کرمانی, علی; ساریجلو, محمد; اصغرپور سالکویه, مصطفی

بهینه‌سازی مکانی و استخراج تأخیر در مکان‌یاب راداری

نویسندگان

¹ دانشجوی دکترا، دانشگاه جامع امام حسین (ع)

² دانشجوی دکترا، دانشگاه علم و صنعت ایران ، دانشکده برق

³ کارشناسی ارشد، دانشگاه جامع امام حسین (ع)

⁴ دانشجوی دکترا، مخابرات سیستم، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

مسئله مکانیابی دقیق و قابل اعتماد اجسام سیار، امروزه توجه بسیاری را به خود جلب نموده است. در این راستا، الگوریتم‌های گوناگونی با هدف کشف موقعیت و تعقیب مسیر حرکت اجسام مختلف ارائه گردیده است که از آن جمله می‌توان به الگوریتم مکانیابی براساس اندازهگیری اختلاف زمانی اشاره نمود. این نوع مکانیابی که در رادارهای غیرفعال کاربرد دارد، مبتنی بر اختلاف زمانی بین دریافت سیگنال ارسالشده از طرف فرستنده در چند گیرنده مختلف می‌باشد. هدف این پژوهش، پیاده‌سازی روش ذکرشده و انتخاب روشی بهینه جهت تخمین خطای سیستم و ارزیابی نقاط ابهام آن می‌باشد. با توجه به مستندات و قضایای ارایهشده در این مقاله، معیار احتمال خطای دایروی به عنوان معیاری برای ارزیابی کیفیت عملکرد رادارهای مبتنی بر اندازه‌گیری اختلاف زمانی معرفی شده و در نهایت با استفاده از این معیار مکانی بهینه برای دستیابی به کمترین خطا معرفی شده است. نتایج شبیه‌سازی، عملکرد مناسب روش انتخابی این معیار، را در مکانی و همچنین دقت مطلوب مکان‌یابی را در مورد رادارهای مبتنی بر اندازه‌گیری اختلاف زمانی بهینهشده، نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.23224347.1393.2.2.13.3

عنوان مقاله [English]

Optimization of Site Topologies and Delay Extraction in Radar Emitter Location

نویسندگان [English]

Rahman Kabiri ¹
Ali Kermani ²
Mohammad Sarijloo ³
Mostafa Asghar pour Salkuyeh ⁴

¹ PhD student, Imam Hossein University (AS)

² PhD student, Iran University of Science and Technology, Faculty of Electrical Engineering

³ Master's degree, Imam Hossein University (AS)

⁴ PhD student, Telecommunication System, Iran University of Science and Technology

چکیده [English]

Nowadays, localization of moving objects has attracted a lot of attention. In this regard, several algorithms
to detect and track various objects are presented. As an example, localization by measuring the time
differences of arrival signals (TDOA) can be mentioned . This method which is used in passive radars is
based on the time differences between the signals sent from the transmitter to a number of different receivers.
The purpose of this research has been to implement TDOA method and select the optimal method to
estimate the system error and evaluate its ambiguity. According to the arguments presented in this manuscript
Circular Error Probability criteria (CEP) is introduced as a criterion for the evaluation of performance
of TDOA based radars, and finally optimized site positions are developed to achieve the lowest error
by means of this criterion. Simulation results show improved performance of criterion selection on optimizing
topology and accurate localization of TDOA radars, consequently.

کلیدواژه‌ها [English]

TDOA
Passive Radars
CEP

مراجع

[1] Koks, Don, "Numerical Calculations for Passive
Geolocation", Defence Science and Technology Organisation,
Edinburgh, SA, 2007.
[2] H. Liu, H. Darabi, P. Banerjee, and J. Liu, “Survey of
Wireless Indoor Positioning Techniques and Systems”,
IEEE Trans. Systems, Man, and Cybernetics, Part C, vol.
37, No. 6, pp. 1067-1080, Nov. 2007.
[3] Xin-liang Niu, Guo-qing Zhao, Yuan-hua Liu and Hong
Chang, "High Precision Passive TDOA Location Method
for Low-altitude Targets", Journal of Xidian University,
vol. 36, pp. 862-866, 2009.
[4] Schaue, H. C., " Passive Source Localization Employing
Intersecting Spherical Surfaces from Time-of-Arrival
Differences" , IEEE Transaction on acoustic, speech, and
signal processing, Vol. ASSP-35, NO. 8, 1987.
[5] R. A. Poisel, “Electronic warfare target location methods”,
Boston: Artech House, 2005, pp. 139-168.
[6] Y. T. Chan and K. C. Ho, “A simple and efficient
estimator for hyperbolic location,” IEEE Trans. Signal
Processing, vol. 42, pp. 1905–1915, Aug.1994.
[7] F. Evennou et al., "An experimental TDOA UWB location
system for NLOS environments," 2005 IEEE 62nd
Vehicular Technology Conference-Fall, Vol. 1, pp. 420-
423, Sep., 2005.
[8] C. H. Knapp and G. C. Carter, “Estimation of time delay
in the presence of source or receiver motion,” J. Acoust.
Soc. Amer., vol. 61, no. 6, pp.1545–1549, 1977
[9] W. H. Foy, “Position-location solution by Taylor-series
estimation,” IEEE Trans. Signal Processing, 2004.
[10] K. Mizugaki et al., "Accurate Wireless Location/
Communication System With 22-cm Error Using
UWB-IR," Proc. 2007 IEEE Radio and Wireless
Symposium, pp. 455-458, Jan. 2007.
[11] Xiaomei Qu , "Source localization by TDOA with random
sensor position errors ",Information Fusion International
Conference , IEEE FUSION,2012.
[12] D. Bechler and K. Kroschel, “Three different reliability
criteria for time delay estimates,” in 12th European
Signal Processing Conference EUSIPCO, Wien, Austria,
September 2004.
[13] Y. Huang, J. Benesty, and J. Chen, “Speech acquisition
and enhancement in a reverberant, cocktail-party-like
environment,” in Proc. IEEE ICASSP, 2006.
[14] J. Scheuing and B. Yang, “Efficient synthesis of
approximately consistent graphs for acoustic
multi-source localization,” in Proc. IEEE ICASSP, 2007.
[15] T. Jia and R. M. Buehrer, "A New Cramer-Rao Lower
Bound for TOA-based Localization", Proceedings of
IEEE MilCom 2008, Nov. 2008.
[16] Veselý, Jiri, and Petr Hubácek. "The TDOA system
topology optimization from signal source position error
estimation point of view." WSEAS Advances in Sensors,
Signals and Materials 65-68, 2010.