روش ﻫﺎی مکان‌یابی در رادارﻫﺎی ﻏﯿﺮﻓﻌﺎل

مقدمه مکان‌یابی در رادارﻫﺎ

مکان‌یابی یا محل فرستنده، ﭘﺎراﻣﺘﺮي اﺳﺖ ﮐﻪ داﻧﺴﺘﻦ آن در ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺗﻌﯿﯿﻦ ﮐﺎرﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﯾـﮏ رادار ﺑﺎﯾـﺪ اﻧﺠـﺎم دﻫﺪ، ارزش ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻬﯽ دارد. ﺑﺤﺚ ﻣﮑﺎنﯾﺎﺑﯽ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪه در اﯾﻦ مقاله ﺑﻪ ﻃﺒﯿﻌﺖ ﻣﺴﺄﻟﻪ و روش‌های ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه آن ﻣﯽﭘﺮدازد. چهار روش اﺻﻠﯽ در ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻣﻮﻗﻌﯿﺖﯾﺎﺑﯽ رادﯾﻮﯾﯽ ﻣﻄﺮح ﮔﺮدﯾﺪه اﺳﺖ. در ادامه با ما در مطلب مکان‌یابی در رادارﻫﺎ همراه باشید.

 

 

 ﺳﻨﺠﺶ ﻗﺪرت ﺳﯿﮕﻨﺎل درﯾـﺎﻓﺘﯽ(RSSI) 

در روش مکان‌یابی در رادارﻫﺎ، از راﺑﻄه‌ی ﺑﯿﻦ ﺗﻮان ﺳـﯿﮕﻨﺎل درﯾـﺎﻓﺘﯽ و ﻓﺎﺻﻠﻪ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮد. از ﻧﻈﺮ ﺗﺌﻮري ﯾﮏ راﺑﻄﮥ ﻣﻌﮑﻮس ﺑﯿﻦ ﻗﺪرت ﺳﯿﮕﻨﺎل درﯾﺎﻓﺘﯽ و ﻓﺎﺻﻠﻪ ﻓﺮﺳـﺘﻨﺪه از اﯾﺴﺘﮕﺎه ﮔﯿﺮﻧﺪه وﺟﻮد دارد.

روش زاوﯾﮥ ورود ﺳﯿﮕﻨﺎل (AOA) یا ﺟﻬﺖ ورود (DOA) 

اﯾﻦ روش، زاوﯾه‌ی ورود ﺳﯿﮕﻨﺎل ارﺳﺎﻟﯽ از ﻓﺮﺳﺘﻨﺪه ﺑﻪ ﮔﯿﺮﻧﺪهﻫﺎ را ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﮐﺮده و از ﻃﺮﯾﻖ ﻗﻮاﻧﯿﻦ ﻫﻨﺪﺳﯽ، ﻓﺎﺻﻠه‌ی زاوﯾﻪاي را ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣﯽﮐﻨﺪ.

روش ﻣﺒﺘﻨﯽ ﺑﺮ ﺗﺎﺧﯿﺮ زﻣﺎن (TDOA) یا روش زﻣﺎن ورود (TOA) 

اﯾﻦ روش رهگیری ﺑـﺮ اﺳـﺎس ﺗﺨﻤـﯿﻦ زﻣـﺎن ورود ﺳـﯿﮕﻨﺎل ارﺳﺎﻟﯽ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪه ﺑﻪ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪای از ﮔﯿﺮﻧﺪه ﻫﺎ ﮐﺎر ﻣﯽﮐﻨﺪ. ﻣﺰﯾﺖ اﺻﻠﯽ اﯾﻦ روش اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐـﻪ ﺑـﺮﺧﻼف روشﻫﺎي ﻗﺒﻠﯽ، ﺿﺮﯾﺐ ﺧﻄﺎ ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻓﺎﺻﻠه‌ی ﺑﯿﻦ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪه و ﮔﯿﺮﻧﺪه در ﺣﺎﻟﺖ دوﭘﺎﯾﻪ و اﻓﺰاﯾﺶ ﻓﺎﺻـﻠﻪ ﺑﯿﻦ ﮔﯿﺮﻧﺪهﻫﺎ در ﺣﺎﻟﺖ ﺗﮏ ﭘﺎﯾﻪ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯽﯾﺎﺑﺪ.

 

 

روش داﭘﻠﺮ ﺗﻔﺎضلی (DD ) ﯾﺎ ﻓﺮﮐﺎﻧﺲ ﺗﻔﺎضلی (DF) یا اختلاف فرکانس ورود سیگنال (FDOA) 

ﺳﻴﮕﻨﺎلﻫﺎي ﻣﻮجود در طبیعت سیگنالهای میان‌گذر بوده و فرکانس حامل آن‌ها در اثر پدیده داپلر تغییر می‌کند. اختلاف فرکانس‌های دو سیگنال در اثر اختلاف فرکانس داپلر سیگنال‌ها می‌باشد. معادلات این روش از روش های دیگر پیچیده‌تر می‌شود.

در ﻣﻮﻗﻌﯿﺖﯾﺎﺑﯽ ﻏﯿﺮﻓﻌﺎل روش‌های دوم و ﺳﻮم ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣـﯽﮔﯿﺮﻧـﺪ. روش دوم ﯾـﮏ روش ﻗﺪﯾﻤﯽ اﺳﺖ و اﮐﺜﺮ روش‌های AOA ﻧﻈﯿﺮ ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ داﻣﻨﻪ، ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﻓـﺎز، روشﻫـﺎي آﻧـﺘﻦ ﭼﺮﺧـﺎن در روش‌های ﻣﻮﻗﻌﯿﺖ ﻓﺮﻋﯽ ﻫﻤﺰﻣﺎن، ﮐﻪ ﻣﺘﮑﯽ ﺑﺮ آنتن‌های آراﯾﻪ ﮐـﺎﻟﯿﺒﺮه ﺷـﺪه ﺧـﻮب ﻣـﯽﺑﺎﺷـﺪ و داراي ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﮐﺎﻟﯿﺒﺮاﺳﯿﻮن ﺑﺴﯿﺎر ﻣﺸﮑﻞ و ﻫﺰﯾﻨﻪ ﺑﺮﻣﯽﺑﺎﺷﺪ.

روش جایگزین برای روش AOA در مکان‌یابی در رادارﻫﺎ

یک روش مناسب ﺟـﺎﯾﮕﺰﯾﻦ ﺑـﺮاي روش AOA، روش TDOA ﯾﺎ ﻫﻤﺎن روش ﺳﻮم ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﺗﮑﻨﯿـﮏ TDOA ﺑـﻪ دو دلیل دارای اهمیت ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ.

اوﻻ ﻣﻮﻗﻌﯿﺖ ﯾﺎﺑﯽ ﻣﻨﺒﻊ ﺗﻮﺳﻂ TDOA ﻧﯿﺎزي ﺑﻪﮐﺎﻟﯿﺒﺮاﺳﯿﻮن ﺳﻨﺴﻮرﻫﺎ ﻧـﺪارد. دوم اﯾﻨﮑـﻪ روش TDOA ﺑﺪون اﻃﻼﻋﺎت ﺟﺰﺋﯽ در ﻣﻮرد ﺷﮑﻞ ﻣﻮج درﯾﺎﻓﺘﯽ، ﻧﯿﺰ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﺿﻤﻦ اﯾﻨﮑﻪ اﺳـﺘﻔﺎده ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ از AOA و TDOA دﻗﺖ ﺧﻮﺑﯽ دارد و در ﺣﺎﻟﺖ ﭼﻨـﺪ ﻣﻨﺒﻌـﯽ ﻧﯿـﺰ ﯾﮑـﯽ از روش‌های ﻣﻨﺎﺳـﺐ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﭼﻨﺪ ﺗﻜﻨﻴﻚ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﻫﺪف ﻣﺒﺘﻨﻲ ﺑﺮ TDOA و FDOA نیز وجود دارد.

ﺳﻨﺠﺶ ﻗﺪرت سیگنال دریاﻓﺘﯽ در مکان‌یابی

روش ﻫﺎی مکان‌یابی در رادارﻫﺎ مبتنی ﺑﺮ ﺷﺪت سیگنال دریافتی، روشﻫﺎی ﺳﺎده و ﻣﻘﺮون ﺑﻪ ﺻﺮﻓﻪ ای ﻫﺴﺘﻨﺪ ﮐﻪ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺤﺪودﯾﺖﻫﺎی اﺳﺎسی حسگرﻫﺎی زﯾﺮ آب (ﺗﻮان و ﭘﻬﻨﺎی ﺑﺎﻧﺪ ارسالی) میﺗﻮاﻧﻨﺪ ﮔﺰﯾﻨﻪ ﻣﻨﺎﺳﺒﯽ ﺑﺮای ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﻮﻗﻌﯿﺖ اﻫﺪاف ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﺑﺎﺷﻨﺪ.

 

 

اﻟﺒﺘﻪ، ﮐﺎرﺑﺮد اﯾﻦ روشﻫﺎ ﺗﻨﻬﺎ ﻣﻨﺤﺼﺮ ﺑﻪ ﺳﻮﻧﺎر نمیﺷﻮد بلکه در زﻣﯿﻨﻪﻫﺎی دیگر از ﺟﻤﻠﻪ رادار، شبکهﻫﺎی حسگرﻫﺎی ﺑﯽ ﺳﯿﻢ (WSN) و ﻣﺨﺎﺑﺮات ﻧﯿﺰ میﺗﻮاﻧﻨﺪ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار بگیرد.

در اﯾﻦ روش ﻫﺎ، ﺑﺎ اﻧﺪازهﮔﯿﺮی ﻣﺘﻮﺳﻂ ﺗﻮان درﯾﺎفتی از ﻫﺪف و ﻣﻌﻠﻮم ﺑﻮدن درﺟﻪ ﺗﻀﻌﯿﻒ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻓﺎﺻﻠﻪ، میﺗﻮان ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﯿﻦ ﻫﺮ حسگر ﺗﺎ ﻫﺪف را ﻣﺸﺨﺺ ﻧﻤﻮد.

 ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ، ﻫﺮ حسگر میﺗﻮاﻧﺪ ﻫﺪف را ﺑﺮ روی یک ﮐﺮه ﺑﻪ ﻣﺮﮐﺰ ﺧﻮد و ﺷﻌﺎع ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ ﺑﺎ ﺷﺪت سیگنال درﯾﺎفتی، ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﻮﻗﻌﯿﺖ ﻧﻤﺎﯾﺪ. از ﺑﺮﺧﻮرد اﯾﻦ ﮐﺮهﻫﺎ، مکان ﻧﻬﺎﯾﯽ ﻫﺪف در ﻣﺤﯿﻂ ﻣﺸﺨﺺ میﮔﺮدد.

روش زاوﯾه ورود ﺳﯿﮕﻨﺎل جهت مکان‌یابی

اﯾﻦ روش ﮐﻪ از دو ﯾﺎ ﭼﻨﺪ ﺳﺎﯾﺖ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﮐﻨﺪ، روش ﻣﺜﻠﺚﺑﻨﺪي ﺧﻮاﻧـﺪه ﻣـﯽﺷـﻮد. ﻣـﺸﮑﻞ اﺻﻠﯽ اﯾﻦ روش اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺧﻄﻮط ﭼﻨﺪ اﯾﺴﺘﮕﺎه در ﯾﮏ ﻧﻘﻄﻪ ﺑـﻪ ﻫـﻢ ﻧﻤـﯽرﺳـﻨﺪ.

ﻣـﺜﻼ ﺑـﺮاي ﺳـﻪ ﺳﺎﯾﺖ، ﺧﻄ‌ های ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﺳﻪ ﺳﺎﯾﺖ، ﯾﮏ ﻣﺜﻠﺚ ﺧﻄﺎ را ﺗﺸﮑﯿﻞ ﻣﯽدﻫﻨﺪ. ﻧﺤﻮه ﻗﺮارﮔﯿﺮی اﯾـﺴﺘﮕﺎه‌ها ﺑـﻪ ﺻﻮرﺗﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ ﯾﮏ ﻣﺜﻠﺚ ﻣﺘﺴﺎوی اﻻﺿﻼع را ﺗﺸﮑﯿﻞ داده اﺳﺖ. ﻧﻘﺎﻃﯽ ﮐﻪ در ﻫﺮ ﯾﮏ از ﻣﺜﻠﺚ‌ﻫﺎی ﮐﻮﭼﮏ ﻗﺮار داده ﺷﺪه اﺳﺖ، ﺑﻬﺘﺮﯾﻦ ﺗﺨﻤﯿﻦ ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﺪ.

اﯾﻦ ﻧﻘﻄﻪ، ﻧﻘﻄﻪای اﺳﺖ ﮐﻪ در آن ﻣﯿﺎﻧﮕﯿﻦ ﺧﻄﺎي ﻣﺮﺑﻌﺎت، ﻣﯿﻨﯿﻤﻢ ﻣﯽﮔﺮدد. در ﺣﺎلی‌که ﻧﻘﻄﻪ ﻣﺮﮐﺰي، ﺗﻨﻬﺎ ﻣﺤﻠﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ در آن ﺧﻄﺎی ﻣﯿـﺎﻧﮕﯿﻦ ﻣﺮﺑﻌـﺎت ﻣﯿﻨﯿﻤﻢ ﻣﯽﮔﺮدد. اﻣﺎ ﺑﺎ اﯾﻦ وﺟﻮد، اﺣﺘﻤﺎل اﯾﻨﮑـﻪ ﻣﺤـﻞ درﺳـﺖ ﻓﺮﺳـﺘﻨﺪه ﺧـﺎرج از ﻣﺜﻠـﺚ ﺧﻄـﺎ ﻗـﺮار ﮔﯿﺮد، ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ وﻗﻮع ﻣﺤﻞ ﺻﺤﯿﺢ در داﺧﻞ ﻣﺜﻠﺚ ﺧﻄﺎ، 3 ﺑﻪ 1 اﺳﺖ.

ﺷﮑﻞ 2 اﯾﻦ ﻗﻀﯿﻪ را ﺑﻬﺘﺮ ﻧﺸﺎن ﻣﯽدﻫد. ﻓﺮض ﻣﯽﮐﻨﯿﻢ ﮐﻪ ﺧﻂ ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ اﯾﺴﺘﮕﺎه ﺳﻮم از ﺳﻤﺖ راﺳﺖ ﻧﻘﻄﻪ ﺻﺤﯿﺢ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪه ﻋﺒﻮر ﻣـﯽﮐﻨﺪ. در ﻣﻮرد ﻧﺤﻮه ﻗﺮارﮔﯿﺮی ﺧﻄﻮط ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ اﯾﺴﺘﮕﺎه اول و دوم، ﭼﻬﺎر وﺿﻌﯿﺖ ﻫـﻢ اﺣﺘﻤـﺎل ﻣﻤﮑـﻦ اﺳﺖ رخ دﻫﺪ.

ﻣﺜﻠﺚﺑﻨﺪی جهت ﺗﺨﻤﯿﻦ مکان‌یابی

ﻣﺜﻠﺚ ﺑﻨﺪی واژه ای اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺮای ﺗﺨﻤﯿﻦ مکان‌یابی یک ﻫﺪف ﺑﻮﺳﯿﻠﻪی ﻣﺤﺎﺳﺒﻪی ﭘﺮ اﺣﺘﻤﺎلﺗﺮﯾﻦ مکان ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﮐﻪ از ﻃﺮﯾﻖ ﺗﻘﺎﻃﻊ دو ﯾﺎ ﺗﻌﺪاد ﺑﯿﺸﺘﺮی LOB ﺣﺎﺻﻞ ﺷﺪه از حسگرهای ﺑﺎ ﻣﺨﺘﺼﺎت مکانی ﻣﻌﻠﻮم، ﺑﻪ ﮐﺎر می رود.

از اﯾﻦ روش ﺑﻪ ﻃﻮر ﮔﺴﺘﺮده ﺑﺮای اﯾﻦ ﻣﻨﻈﻮر اﺳﺘﻔﺎده میﺷﻮد، و ﻋﻼوه ﺑﺮ آن ﭼﻨﺪﯾﻦ تکنیک دیگر ﺑﺮای اﻧﺪازه ﮔﯿﺮی زاوﯾﻪی ﺳﻤﺖ سیگنال ورودی وﺟﻮد دارد. ﻧﻮﯾﺰ، ﺧﻄﺎﻫﺎی ﻣﻮﺟﻮد در اﻧﺪازهﮔﯿﺮی و اﻧﻌﮑﺎسﻫﺎی ﭼﻨﺪ ﻣﺴﯿﺮه ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﻌﻤﻮل دﻗﺖ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪی ﻧﻘﻄﻪ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ را ﻣﺤﺪود میﮐﻨﻨﺪ.

 

 

الگوریتم اﺳﺘﻨﺴﻔﯿﻠﺪ در مکان‌یابی در رادارﻫﺎ

ﺷﺎﯾﺪ اوﻟﯿﻦ ﮐﺎوش ﻣﺴﺘﻨﺪ ﺑﺮ روی ﻣﻔﺎﻫﯿﻢ ﻣﺜﻠﺚ ﺑﻨﺪی ﺑﻮﺳﯿﻠﻪ ی اﺳﺘﻨﺴﻔﯿﻠﺪ اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ. الگوریتم اﺳﺘﻨﺴﻔﯿﻠﺪ یک تکنیک ﺗﺨﻤﯿﻦ ﺑﯿﺸﯿﻨﻪ درﺳﺖ ﻧﻤﺎﯾﯽ (MLE) اﺳﺖ. اﮔﺮﭼﻪ در آن زﻣﺎن ﺑﻪ آن اﺷﺎره ﻧﺸﺪ. اﯾﻦ روش ﺑﺎﯾﺎس دار اﺳﺖ. روش ﻣﺜﻠﺚ‌ﺑﻨﺪی را میﺗﻮان ﺑﺮ روی اﻧﻮاع ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎ از ﻗﺒﯿﻞ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ، کشتی و وﺳﺎﯾﻞ ﻧﻘﻠﯿﻪ زمینی ﭘﯿﺎده ﺳﺎزی ﮐﺮد.

اﮔﺮ ﻓﺎز سیگنال ﺑﻌﻨﻮان ﭘﺎراﻣﺘﺮی ﺑﺮای ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ LOB  ﺑﻪ ﮐﺎر رود، ﺳﭙﺲ روش ﻣﺜﻠﺚﺑﻨﺪی ﺑﻪ یک آراﯾﻪای از آﻧﺘﻦ ﻫﺎ، ﺑﺎ یک ﺧﻂ ﻣﺒﻨا ﻓﺎﺻﻠﻪ ﻣﯿﺎن آﻧﺘﻦﻫﺎ ﺑﻪ ﻃﻮلی ﮐﻢﺗﺮ از ﻧﺼﻒ ﻃﻮل ﻣﻮج اﺣﺘﯿﺎج دارد ﺗﺎ از اﺑﻬﺎم در اﻧﺪازهﮔﯿﺮی زاوﯾﻪی ﻓﺎز ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﮐﻨﺪ. ﻫﻢﭼﻨﯿﻦ ﺳﺎﯾﺮ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎ ﺑﻪ ﻏﯿﺮ از ﻓﺎز، از ﻗﺒﯿﻞ داﻣﻨﻪی ﻧﺴﺒﯽ، میﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻌﻨﻮان ﻧﻤﺎیشگر زاوﯾﻪ ﺑﻪ ﮐﺎر رود. ﺑﺎ وﺟﻮد اﯾﻦ، اﮐﺜﺮ روش‍‌ﻫﺎ، ﺑﻪ آراﯾﻪای از آﻧﺘﻦﻫﺎ ﻧﯿﺎز دارد.

روش ﻣﺒﺘﻨﯽ ﺑﺮ ﺗﺎﺧﯿﺮ زﻣﺎن 

یکی دیگر از ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻗﺎﺑﻞ اﻧﺪازهﮔﯿﺮی، اﻧﺪازهﮔﯿﺮی زﻣﺎن ورود سیگنال در ﭼﻨﺪﯾﻦ حسگری اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺎ ﻓﺎﺻﻠﻪای ﺑﺴﯿﺎر بیشتر از یک ﻃﻮل ﻣﻮج از ﻫﻢ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪاﻧﺪ. اﯾﻦ روش ﺑﺮ اﺳﺎس ﺗﺨﻤﯿﻦ زﻣﺎن رﺳﯿﺪن سیگنال ارسالی ﻓﺮﺳﺘﻨﺪه ﺑﻪ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪای از ﮔﯿﺮﻧﺪهﻫﺎ ﮐﺎر میﮐﻨﺪ.

مزیت روش ﻣﺒﺘﻨﯽ ﺑﺮ ﺗﺎﺧﯿﺮ زﻣﺎن 

ﻣﺰﯾﺖ اصلی اﯾﻦ روش اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺮ ﺧﻼف روشﻫﺎی قبلی، ﺿﺮﯾﺐ ﺧﻄﺎ ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﯿﻦ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪه و ﮔﯿﺮﻧﺪه در ﺣﺎﻟﺖ دو ﭘﺎﯾﻪ و اﻓﺰاﯾﺶ ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﯿﻦ ﮔﯿﺮﻧﺪهﻫﺎ در ﺣﺎﻟﺖ ﺗﮏ ﭘﺎﯾﻪ ﮐﺎﻫﺶ میﯾﺎﺑﺪ. ﻫﻨﮕﺎمی ﮐﻪ ﻣﻘﺎدﯾﺮTOA  ﯾﺎTDOA  در دو ﯾﺎ ﭼﻨﺪﯾﻦ حسگر ﮐﻪ ﺑﺎ ﻓﺎﺻﻠﻪ زﯾﺎد از ﻫﻢ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪاﻧﺪ اﻧﺪازهﮔﯿﺮی میﺷﻮد.

 

 

ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر مکان‌یابی ﻓﺮﺳﺘﻨﺪهﻫﺎ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار میﮔﯿﺮد، ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺣﺎﺻﻠﻪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ اﯾﺠﺎد ﺧﻄﻮط ﻣﻮﻗﻌﯿﺖ (LOP) از ﻣﺮﺗﺒﻪ دوم میﺷﻮد. روش TOA  ﺑﻪ ﺗﻨﻬﺎﯾﯽ میﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺮای ﻣﺤﺎﺳﺒﻪی مکان ﻫﺪف ﺑﻪ ﮐﺎر رود، اﻣﺎ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﻌﻤﻮل ﺗﺮ ﻣﻘﺎدﯾﺮ TOA  ﺑﻪ یک ﺳﺎﯾﺖ ﻣﺮﮐﺰی ﻓﺮﺳﺘﺎده میﺷﻮد ﺗﺎ ﻣﻘﺎدﯾﺮ TDOA  ﺑﯿﻦ حسگرﻫﺎ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﻮد.

 

 

روشﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ از TDOA اﺳﺘﻔﺎده میﮐﻨﻨﺪ ﺑﺴﯿﺎر ﻣﺮﺗﺒﻂ ﺑﻪ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪی اﺧﺘﻼف ﻓﺎﺻﻠﻪ ی ﺑﯿﻦ حسگرﻫﺎ و ﻫﺪف میﺑﺎﺷﺪ. ﭼﻨﯿﻦ اﺧﺘﻼف فواصلی از ﻃﺮﯾﻖ ﺿﺮب ﻣﻘﺪار TDOA در ﻣﻘﺪار ﺳﺮﻋﺖ اﻧﺘﺸﺎر سیگنال در ﻣﺤﯿﻂﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﻣﻨﺘﺸﺮ میﺷﻮد، ﻣﺮﺗﺒﻂ ﺷﺪه اﺳﺖ.

در ﻣﺤﯿﻂ ﻓﻀﺎی آزاد ﻓﺮض ﺷﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ ﺳﺮﻋﺖ اﻧﺘﺸﺎر ﺑﺮاﺑﺮ ﺳﺮﻋﺖ ﻧﻮر اﺳﺖ. اﮔﺮ سیگنال یک سیگنال صوتی ﺑﺎﺷﺪ، ﺳﺮﻋﺖ اﻧﺘﺸﺎر آن در ﻫﻮا ﺑﺮاﺑﺮ ﺳﺮﻋﺖ اﻧﺘﺸﺎر ﺻﻮت در ﻫﻮا اﺳﺖ، ﮐﻪ ﻣﻘﺪار آن میﺗﻮاﻧﺪ ﺗﺤﺖ ﺗﺎﺛﯿﺮ رﻃﻮﺑﺖ ﻫﻮا ﯾﺎ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی دیگر ﻣﻮﺟﻮد در ﻫﻮا ﻗﺮار بگیرد. در صورتی ﮐﻪ سیگنال یک سیگنال صوتی در زﯾﺮ آب ﺑﺎﺷﺪ، ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﺳﺮﻋﺖ اﻧﺘﺸﺎر آن ﺑﺮاﺑﺮ ﺳﺮﻋﺖ اﻧﺘﺸﺎر ﺻﻮت در زﯾﺮ آب اﺳﺖ. یکی از ﻣﻌﺎﯾﺐ اﯾﻦ روش آن اﺳﺖ ﮐﻪ ﺳﺮﻋﺖ اﻧﺘﺸﺎر ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﻣﺤﯿﻂ ﻣﺘﻔﺎوت ﻋﻤﻞ میﮐﻨﺪ و ﻟﺬا ﺷﺮاﯾﻂ محیطی ﺑﺮ اﻧﺪازه ﮔﯿﺮی ﺗﺄﺛﯿﺮ ﮔﺬار ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد.

 

 ﺑﺪﺳﺖ آوردن مکان‌یابی ﻫﺪف ﺑﺮ ﻣﺒﻨﺎی تکنیک  TDOA

ﺑﺮای ﺑﺪﺳﺖ آوردن مکان‌یابی ﻫﺪف ﺑﺮ ﻣﺒﻨﺎی تکنیک  TDOA  الگوریتم ﻫﺎی ﺑﺴﯿﺎری اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ برخی از اﯾﻦ الگوریتمﻫﺎ ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از: ١ -LOP  ﻫﺬﻟﻮﻟﻮی ﯾﺎ ﺑﯿﻀﻮی. ٢ –  LOCA  ٣-  روش  SI  4- روش SX و 5- روش مبتنی ﺑﺮ الگوریتم ﮔﺮادﯾﺎن تصادفی

اختلاف فرکانس ورود سیگنال

یکی دیگر از شکلﻫﺎی ﭘﺮدازش درﺟﻪ دوم، اﻧﺪازهﮔﯿﺮی داﭘﻠﺮ ﺗﻔﺎضلی ﺑﺎﺷﺪ، ﮐﻪ ﻣﻌﻤﻮﻻ ﺑﻌﻨﻮان ﻓﺮﮐﺎﻧﺲ تفاضلیﺷﻨﺎﺧﺘﻪ میﺷﻮد. ﭼﻨﯿﻦ اﻧﺪازهﮔﯿﺮیﻫﺎﯾﯽ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ اﯾﺠﺎد ﺧﻄﻮط ﻣﺘﺼﻞ ﮐﻨﻨﺪه‌ی نقاطی ﮐﻪ ﻓﺎﺻﻠﻪ آن ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ﻣﻘﺪار مشخصی اﺳﺖ (اﯾﺰوﮐﺮون) ﮐﻪ ﻫﺪف ﺗﺨﻤﯿﻦ زده ﺷﺪه ﺑﺮ روی آن واﻗﻊ ﺷﺪه اﺳﺖ.

 

ﭼﺎﻟﺶ اﺳﺎسی اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐﻪ ﻫﺪف نمیﺗﻮاﻧﺪ ﺗﻐﯿﯿﺮ مکان دﻫﺪ. ﺑﻌﺒﺎرت دیگر، ﻫﻨﮕﺎمی ﮐﻪ ﺑﺨﻮاﻫﯿﻢ ﻓﺮﮐﺎﻧﺲ داﭘﻠﺮ را اﻧﺪازه ﮔﯿﺮی ﮐﻨﯿﻢ ﺧﻄﺎﻫﺎی ﺑﺰرگی میﺗﻮاﻧﺪ رخ دﻫﺪ.