基于抛射的无线传感系统设计及目标定位(4)
识别的探测设备。地面传感器与其他侦察设备相比，具有结构简单、便于携带埋
伏、易于伪装等特点。它可用于飞机空投、火炮发射或人工设置在敌人可能入侵
的地段，特别是在其他侦察器材“视线”达不到的地域。同时它不受地形和气候
的限制，能够有效地弥补雷达和光学侦察系统的不足，这大大扩大了战场信息探
测的时空范围。
（2）战场目标定位跟踪
目标跟踪是在情报侦察中属于比较经典的一种技术。对战场上的目标实施有
效的跟踪定位，在战场感知系统中具有重要的地位和作用。采用无线传感器网络
实施目标跟踪具有独到的优点，表现在：跟踪更精细；跟踪更可靠；跟踪更及时；
跟踪更隐蔽；低成本；低功耗等方面。另一方面，无线传感器网络应用于定位跟
踪也带来了一些挑战性的技术问题，比如安全和抗干扰问题、节点之间的协作问
题等。
通常机动目标的基本跟踪过程可以分为测量数据的处理与形成、数据关联、
机动识别、滤波预测和最终的估计输出。
（3）战场机动目标分类识别
传感器网络除了对进入监控区域的目标进行实时的、有效的跟踪定位外，还
要对被跟踪的目标进行识别，以便能够识别或区分敌、友机动目标，减少对友军
机动目标的误伤，提高对敌军的打击精度。
目标侦测主要研究目标信号的采集手段以及信号的预处理等问题。在得到由
各种探测技术侦测到的某种信号之后，就要对信号进行识别，从而判断属于哪一
种目标。从本质上讲，目标识别属于模式识别的范畴。机动目标的识别通常主要
是对待识别目标进行具体分类，依据机动目标的特性进行分析和类型划分的过程。
（4）枪声定位反恐装备系统
随着新兴技术的发展，目前很多国家开发出多种基于传感器网络的狙击手
探测系统，主要有声探测、红外探测和激光探测系统。在这些探测系统中，有的
采用被动方式测定射击弹道和确定杀手位置；有的采用主动方式发现出潜伏的杀
手。2005年美国军方成功测试了由美国Crossbow公司组建的枪声定位系统。传
感器探测节点被安置在建筑物周围，能够有效地按照一定的程序组建成网络进行
突发事件（如枪声、爆炸源等）的监测，这种系统可以为救护、反恐提供有力的
侦测手段。
1.2 论文的研究内容和总体结构
1.2.1 本文的研究内容
本文的主要内容包括：
（1）研究了无线传感器网络定位算法，并总结比较了各种定位算法的优缺点。
（2）在分析了基于抛射的无线传感器网络对目标进行定位跟踪的原理之后，
对该定位系统进行了详细的设计，包括节点密度的选取、测距技术的选取、定位
算法的选取等。
（3）对定位系统的定位算法使用 MATLAB 数学工具软件进行了仿真，并对仿
真结果进行了分析。
（4）研究无线传感器网络的硬件结构体系和模块功能，提出无线传感器网络
硬件结构的架构设计。
（5）无线传感器网络硬件节点的设计，包括核心通信和控制电路及其接口设
计，并对硬件电路进行了PCB板级设计。
（6）对网络节点的抛射载体进行了原理设计、结构设计，并利用三文绘图软