TDOA-AOA ölçümlerine dayalı basit ve etkin yer tespit yöntemlerinin karşılaştırmalı değerlendirilmesi

Abstract

Bu tez, devam eden bir projede kullanılmak üzere hem Varış Zaman Farkı (VZF) hem de Varış Açısı (VA) ölçümlerini kullanarak sabit bir emitörün (emisyon kaynağının) konumunu tahmin etmek için basit ama etkili bir konumlama yöntemi belirlemeyi amaçlamaktadır. Bu amaçla, ilk olarak, VZF ölçümleri yoluyla sabit bir emitörün konumunu tahmin etmek adına kullanılan yöntemler için literatür taraması yapılmıştır. Ardından, emitör konumlaması için hem VZF hem de VA ölçümlerini birlikte kullanan hibrit yöntemler gözden geçirilmiştir. Bu yöntemler arasından bilinen adlarıyla En Küçük Kareler (EKK) yöntemi ve Ağırlıklı En Küçük Kareler (AEKK) yöntemi konumlamada kullanılabilecek basit fakat etkin yöntemler olarak belirlenmiştir. Daha sonra, farklı sensör sayıları ve VZF ölçüm hataları dikkate alınarak çeşitli senaryolar altında bu yöntemlerin doğruluğunu incelemek için benzetimler yapılmıştır. Benzetim sonuçları yardımıyla, tahmin doğruluğu açısından yöntemlerin performansı karşılaştırmalı olarak anazli edilmiştir. Sonuçlar ele alındığında, WLS yönteminin yüksek ölçüm hatası ve çok sayıda sensör altında daha iyi kestirim doğruluğu sağladığı sonucuna varılmıştır.

This thesis is aimed to determine a simple but effective localization method for estimating the position of a stationary emitter by utilizing both Time Difference of Arrival (TDOA) and Angle of Arrival (AOA) measurements to be used an ongoing project. For this purpose, firstly, literature survey is conducted for the methods used to estimate the position of a stationary emitter through the TDOA measurements. Then, hybrid methods that utilize both TDOA and AOA measurements together for emitter localization are reviewed. Among these methods, the simplest but accurate methods are determined, namely Least Squared (LS) method and Weighted Least Squared (WLS) method. Next, simulations are conducted to examine the accuracy of these methods under various simulation scenarios considering the different number of sensors and TDOA measurement errors. With the help of simulation results, the performance of the methods are comparatively assessed in terms of estimation accuracy. From the results, it can be concluded that WLS method provides better accuracy under high measurement error and high number of sensors.