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第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 水下传感器网络概述 2

1.2.1 水下传感器网络概念 2

1.2.2 水下传感器网络系统结构 2

1.2.3 水声传感器网络特点 4

1.2.4 水下传感器网络的典型应用 5

1.3 国内外发展现状 6

1.3.1 水下传感器网络的发展历程 6

1.3.2 目标被动定位技术概览 10

1.4 本书研究内容 12

第2章 水下传感器网络关键技术 14

2.1 引言 14

2.2 水声传感器网络通信技术 14

2.2.1 水声传感器网络通信技术分析 14

2.2.2 跨层设计思想 22

2.3 水声传感器网络技术 22

2.3.1 水下节点自定位技术 22

2.3.2 水下节点同步技术 24

2.3.3 基于长等待的同步技术 26

2.4 水声传感器网络性能研究 28

2.4.1 水声传感器网络平均误码率 29

2.4.2 水声传感器网络能量效率研究 30

2.5 水下传感器网络定位跟踪应用 35

2.5.1 面向定位跟踪应用的网络分类 35

2.5.2 水下传感器网络定位的数据处理 35

2.5.3 基于水声传感器目标定位算法分类 37

2.6 本章小结 38

第3章 基于水声信号传播模型的目标定位 39

3.1 引言 39

3.2 水声信号传播模型的建立 39

3.2.1 水下声信号传播模型 39

3.2.2 水声信道空间传输函数 41

3.2.3 水声随机信号统计模型 42

3.2.4 水声信号能量模型 43

3.2.5 水下节点检测概率 43

3.3 基于传播模型的定位算法 44

3.3.1 加权几何中心定位算法 44

3.3.2 最大似然算法 45

3.3.3 仿真分析 46

3.4 定位性能分析 53

3.4.1 CRLB推导 53

3.4.2 CRLB仿真与分析 55

3.5 本章小结 56

第4章 基于DOA估计的水下网络目标定位 57

4.1 引言 57

4.2 基于DOA水下多传感器网络定位系统 57

4.2.1 定位系统模型 57

4.2.2 常用DOA估计方法 59

4.2.3 基于水声信道DOA估计性能分析 61

4.3 基于DOA的水下传感器网络定位算法讨论 63

4.3.1 基于DOA的目标定位模型 63

4.3.2 迭代最小二乘定位算法 65

4.3.3 最大似然定位算法及分析 67

4.3.4 改进伪线性定位算法 69

4.3.5 仿真实验 72

4.4 定位系统性能分析 77

4.4.1 CRLB推导 77

4.4.2 GDOP分析 77

4.5 本章小结 79

第5章 水下传感器网络中的目标跟踪 80

5.1 引言 80

5.2 基于纯方位测量的目标跟踪 81

5.2.1 BO-TMA概述 81

5.2.2 纯方位目标可测性问题 82

5.3 目标运动模型 84

5.3.1 目标运动方程 84

5.3.2 常用目标运动模型 85

5.4 粒子滤波理论 88

5.4.1 贝叶斯滤波原理 88

5.4.2 卡尔曼及扩展卡尔曼滤波 90

5.4.3 粒子滤波 92

5.4.4 粒子滤波存在的问题分析 96

5.5 USN中基于递推EKF-PF粒子滤波的纯方位目标运动分析 97

5.5.1 USN目标运动分析 97

5.5.2 递推EKF-PF粒子滤波目标运动分析 98

5.5.3 仿真分析 100

5.6 基于随机混响环境下的多目标跟踪 108

5.6.1 多目标跟踪 108

5.6.2 RBPF粒子滤波原理 109

5.6.3 基于纯方位RBPFDA多目标跟踪 111

5.6.4 仿真实验 114

5.7 本章小结 118

第6章 基于传感器网络的多目标跟踪研究 119

6.1 随机集理论下多目标跟踪模型及SJPDA算法 120

6.1.1 多目标跟踪模型 120

6.1.2 离散的SJPDA算法 121

6.1.3 连续的SJPDA算法 123

6.2 macSJPDA算法及多传感器应用 124

6.2.1 macSJPDA算法 124

6.2.2 多传感器的macSJPDA算法 127

6.3 仿真结果 129

6.3.1 密集杂波环境下近距离的两目标运动场景 129

6.3.2 交叉运动两目标场景 133

6.4 本章小结 136

第7章 目标跟踪系统设计 137

7.1 Matlab与VC混编技术 138

7.1.1 在VC＋＋中使用Matlab生成的动态链接库 138

7.1.2 Matlab产生的COM组件的调用 139

7.2 目标跟踪系统混编具体实施方法 143

7.2.1 编译COM组件前准备 143

7.2.2 COM组件参数的传递 145

7.3 最终系统 147

7.3.1 目标跟踪系统 147

7.3.2 将两个对话框工程加入一个工程中 148

7.4 本章小结 149

附录 150

参考文献 152

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