远场声源定位的短基线传感器网络关键问题研究

高灵敏度传感器技术的发展为无源探测远距离声源目标奠定了硬件基础。最近研制短基线传感器网络实现远场声源定位已具备可行性，定位精度明显优于传统的传感器阵列方式。但远场目标到达时间差(TDoA)的几何精度因子(GDOP)效应严重影响了传感器网络的定位性能，且TDoA定位模型属于非线性病态超定方程，经典方法不能有效求解。本课题研究短基线传感器网络定位远场声源的关键问题，拟采用智能优化和Cramer-Rao下界理论，探索远场目标定位的机理，突破制约定位系统实用化的技术瓶颈。研究内容包括：基于带约束混沌粒子群优化的TDoA远场声源定位算法、非视距条件下传感器锚点位置优化算法、远场声源定位的GDOP分布规律与敏感区域、基于启发式多准则进化算法的定位系统优化设计等。研究结果有望显著提高远场声源的定位精度，为实际工程提供核心技术和理论指导，可应用于反恐安全和战场探测等重要场合。