改进萤火虫算法优化粒子滤波的信号源定位

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随着无线电通信技术的广泛应用,信号源定位技术逐步发展成为无线电监测技术领域的关键技术之一。与此同时,人们对信号源定位精度的要求也越来越高。本文以无线电移动监测车为基础,进行信号源测向定位算法的研究。针对当前移动监测车测向定位系统存在的测量数据误差较大、定位精度较低等问题,利用粒子滤波算法进行定位估计,并引入改进的萤火虫算法,改善滤波效果,提高定位精度。首先,针对定位环境和移动监测车测量参数特点,选择到达角定位方法,建立基于到达角的信号源定位的二维模型和三维模型。给出粒子滤波定位算法的流程,并进行定位仿真实验。实验分析表明粒子滤波算法存在着样本退化问题,对定位精度产生较大影响,滤波算法有待进一步改进。其次,针对基于粒子滤波的信号源定位算法中定位精度较低的问题,利用萤火虫算法改善粒子滤波算法的粒子分布。根据萤火虫算法迭代速度较慢易陷入局部极值等问题,引入当前时刻全局最优值,利用全局吸引度函数动态协调控制全局搜索能力及局部搜索能力,避免算法陷入局部极值,提出了自适应萤火虫优化粒子滤波信号源定位算法。通过仿真实验,证明了所提算法能够提高信号源定位的精度。再次,针对自适应萤火虫算法和粒子滤波算法融合过程中运算复杂度增加、定位实时性较差的问题,利用当前时刻全局最优值直接指导样本粒子的移动,并对吸引度函数进行改进。将改进机制引入到粒子滤波算法中,提出了基于全局优化萤火虫算法优化粒子滤波信号源定位算法,提高算法的收敛速度。通过仿真实验,证明了所提定位算法的综合性能得到了进一步改善。运用定位实例,对本文提出的自适应萤火虫优化粒子滤波信号源定位算法和基于全局优化萤火虫算法优化粒子滤波信号源定位算法进行验证,进一步证明了改进算法的有效性。最后,为了能够直观显示定位过程和定位结果,方便用户使用。利用GUI平台进行信号源定位系统的软件开发,获得信号源定位系统的人机交互平台。平台设计了基于粒子滤波算法的信号源定位,自适应萤火虫算法优化粒子滤波的信号源定位,基于全局优化的萤火虫算法优化粒子滤波的信号源定位三个定位模块。通过该定位系统,用户可以导入实测数据,选择合适的定位算法进行信号源定位,从而达到方便快捷获取定位结果的目的。
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