传感器网络目标定位理论与方法是多传感器信息融合理论研究和应用的重要组成部分，本书围绕传感器网络目标定位问题展开研究和讨论，内容侧重于传感器网络目标定位中的凸优化新理论、新方法、新进展、新方向。全书共9章，其中，第1章主要介绍了多传感器信息融合、传感器网络目标定位的理论与研究现状，第2～3章分别介绍了参数估计和凸优化的基本理论；第4～7章给出了基于TOA、基于TDOA、基于TOF，以及基于RSS的凸优化目标定位方法等方面的最新研究成果，尤其给出了适应于传感器网络带宽、传感器节点能量有限的TOA量测量化方法；第8～9章分别给出了水声传感器网络目标定位系统、超宽带传感器网络目标定位系统的实现方法，并开展了定位实验，进一步验证本书所提出方法的有效性。

闫永胜，西北工业大学航海学院副教授，中国造船工程学会青年工作委员会委员。研究方向是传感器网络的信息融合、信号处理中的机器学习方法，涉及的主要应用有：目标检测、目标定位、目标跟踪、空天地海一体化网络等。主持了包括国家自然科学基金面上项目、国防173计划重点项目课题、国防某技术领域基金、某国防重点专项等多项科研项目，以第一作者发表学术论文二十余篇；获国防科学发明奖三等奖2项；获中国兵工学会兵器科学与技术学科全国优秀博士学位论文、陕西省优秀博士学位论文。

第1章 绪论
1.1 多传感器信息融合概述
1.2 传感器网络目标定位基本理论
1.2.1 目标定位模型
1.2.2 目标定位结构
1.2.3 目标定位方法
1.3 传感器网络目标定位研究现状
1.4 本书主要内容
第2章 参数估计基本理论
2.1 引言
2.2 估计性能评估
2.2.1 最小方差准则
2.2.2 线性无偏估计准则
2.3 Cramer-Rao下界
2.3.1 矢量参数的Cramer-Rao下界
2.3.2 矢量参数变换的Cramer-Rao下界
2.3.3 一般高斯情况的Cramer-Rao下界
2.4 最小二乘估计
2.4.1 线性最小二乘估计
2.4.2 约束最小二乘估计
2.4.3 非线性最小二乘估计
2.4.4 序贯最小二乘估计
2.5 最大似然估计
2.5.1 最大似然估计的定义
2.5.2 最大似然估计的性质
2.5.3 最大似然估计的求解
2.6 本章小结
第3章 凸优化基本理论
3.1 一般优化问题和凸优化问题
3.1.1 一般优化问题
3.1.2 凸优化问题
3.1.3 常见线性约束的凸优化问题
3.2 凸集
3.2.1 凸集定义
3.2.2 常见凸集及其定义
3.2.3 凸集合的保凸运算
3.3 凸函数
3.3.1 凸函数定义
3.3.2 凸函数判断条件
3.3.3 常见凸函数
3.3.4 凸函数的保凸运算
3.4 Lagrange对偶与KKT条件
3.4.1 Lagrange对偶函数
3.4.2 Lagrange对偶问题
3.4.3 KKT条件
3.5 广义不等式约束的凸优化问题
3.5.1 广义不等式
3.5.2 广义不等式约束的凸优化
3.5.3 半正定规划
3.5.4 二阶锥规划
3.6 本章小结
第4章 基于到达时间的传感器网络目标定位
4.1 引言
4.2 问题描述
4.3 基于量化TOA的SDP目标定位方法
4.4 锚节点存在位置误差时目标定位方法
4.4.1 最大似然问题建模
4.4.2 半正定松弛
4.5 Cramer-Rao下界
4.6 性能仿真及分析
4.6.1 量测噪声对定位性能的影响
4.6.2 特征参数对定位性能的影响
4.6.3 节点位置误差对定位性能的影响
4.7 本章小结
第5章 基于到达时间差的传感器网络目标定位
5.1 引言
5.2 问题描述
5.3 基于TDOA的SDP目标定位方法
5.3.1 SDP目标定位方法
5.3.2 扩展的SDP目标定位方法
5.4 锚节点存在位置误差时目标定位方法
5.4.1 最大似然问题建模
5.4.2 半正定松弛
5.5 多径条件下目标定位方法
5.6 性能仿真及分析
5.6.1 量测噪声对定位性能的影响
5.6.2 特征参数对定位性能的影响
5.6.3 节点位置误差对定位性能的影响
5.7 本章小结
第6章 基于距离量测的传感器网络目标定位
6.1 引言
6.2 问题描述
6.3 基于TOF的SDP目标定位方法
6.3.1 锚节点位置误差下最大似然问题建模
6.3.2 半正定松弛
6.4 Cramer-Rao下界
6.5 理论分析
6.5.1 方法计算复杂度
6.5.2 与已有SDP方法的关系
6.5.3 与锚节点位置误差有关的约束的实质
6.5.4 唯一可定位性分析
6.6 性能仿真及分析
6.6.1 量测噪声对定位性能的影响
6.6.2 特征参数对定位性能的影响
6.6.3 节点位置误差对定位性能的影响
6.6.4 网络规模对定位性能的影响
6.7 本章小结
第7章 基于接收信号强度的传感器网络目标定位
7.1 引言
7.2 问题描述
7.3 基于RSS的协作目标定位方法
7.3.1 两种SOCP目标定位方法
7.3.2 非高斯噪声下协作目标定位方法
7.4 基于RSS的非协作目标定位方法
7.4.1 Two-Step目标定位方法
7.4.2 目标辐射能量和位置联合估计方法
7.5 Cramer-Rao下界
7.6 理论分析
7.6.1 方法对比
7.6.2 运算复杂度
7.7 性能仿真及分析
7.7.1 信噪比对定位性能的影响
7.7.2 特征参数对定位性能的影响
7.7.3 节点位置误差对定位性能的影响
7.8 本章小结
第8章 水声传感器网络目标定位系统
8.1 引言
8.2 水声传感器网络硬件系统
8.3 目标定位实验
8.3.1 实验系统构建
8.3.2 实验结果分析
8.4 本章小结
第9章 超宽带传感器网络目标定位系统
9.1 引言
9.2 UWB硬件系统
9.3 基于UWB硬件系统的定位方法实现
9.4 目标协同定位实验
9.4.1 实验系统构建
9.4.2 实验结果分析
9.5 本章小结
参考文献
缩略词
符号