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2018年度广东省科学技术奖公示表(自然科学奖)

发布:2018-10-23 09:55       作者:成果办      来源:      点击:

根据广东省科学技术奖要求,现对“复杂环境下基于非欧氏空间的定位理论与方法”申报2018年度广东省科学技术奖进行公示,公示材料附后,公示时间为:2018年10月23日至2018年10月29日。对公示内容有异议者,请与我校科研院成果奖励办公室联系。

联系电话:61831397,联系人:汪洁。

特此公示。

 

项目名称

复杂环境下基于非欧氏空间的定位理论与方法

主要完成单位

深圳大学

香港城市大学

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主要完成人

(职称、完成单位、工作单位)




4.王文钦(教授、新澳博线上官网、新澳博线上官网、核心算法设计)

项目简介

目标定位是雷达、声呐、导航、通信等系统不可或缺的关键技术。根据目标距离其可分为远程定位(目标距离远大于天线孔径)和近程定位(目标距离与天线孔径相当)。传统定位方法是基于欧氏空间距离(-范数或Frobenius范数),在独立同分布(IID)的高斯白噪声条件下取得最优的估计性能。但是,在样本数据少、天线互耦强、幅相误差大等实际环境下,IID高斯分布假设无法满足。另外,重拖尾分布的脉冲噪声(如Gaussian   mixture, Laplace, -stable等非高斯分布)、非均匀噪声、空间色噪声等严重偏离了IID高斯白噪声假设,导致基于欧氏空间的定位方法完全失效。这驱使人们探索能稳健工作在复杂环境下的定位理论与方法。

在国家自然科学基金项目“非平稳色噪声环境下自适应阵列信号处理方法的研究”(1999-2001)的资助和牵引下,本团队对复杂环境下的稳健目标定位问题开展了系统深入研究。经过15年的研究,已逐渐形成了较为完备的目标定位理论体系。本项目研究成果的主要科学发现和研究价值体现在以下两个方面。

1)远程定位:为了解决复杂环境下远程定位问题,申请人团队对基于非欧氏空间的目标个数检测、波达方向(DOA)估计、距离-DOA联合估计等关键技术进行了深入研究,取得了重要的理论进展。提出了基于线性收缩的最小描述长度(LS-MDL)准则,稳健-MUSIC算法,稳健宽带稀疏协方差拟合(W-SpSF)方法,解耦合的FDA雷达距离-角度联合估计理论等,为脉冲噪声背景下的稳健远程定位奠定了理论基础。

2)近程定位:为了解决非高斯、非均匀、空间色噪声环境下的稳健近程定位问题,申请人团队对基于非欧氏空间的到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、接收信号强度(RSS)等定位理论开展了深入研究,取得了重要的理论突破。提出了约束加权最小二乘(CWLS)方法、基于加权最小二乘的RSS估计理论、TOA/DOA或TDOA/DOA的高精度混合定位方法等,极大丰富了非高斯、非均匀、空间色噪声背景下的近程定位理论。

该项目的8篇代表性论文总被引1200次(Google Scholar),SCI他引380次,给予正面评价的同行包括50多个IEEE Fellow或院士团队。在8篇代表性论文中,6篇论文发表在信号处理顶级期刊IEEE Transactions on Signal Processing,其中1篇为Web of Science高被引论文。本团队获国家自然科学基金创新群体项目支持,1人获国家自然科学杰出青年基金资助,1人入选IEEE Fellow,1人获国家自然科学优秀青年基金资助,1人获国家“万人计划”青年拔尖人才支持。(见附件1)

本团队已获关于目标定位的授权发明专利5项,部分研究成果已应用于航天科技集团无线电定位研究所、陕西省组合与智能导航重点实验室、中国电子科技集团公司第二十七研究所,取得了良好的应用效果和社会效益。以何友院士为组长的专业成果鉴定会对本项目的鉴定结论为“该成果技术复杂,研究难度大,具有创新性,总体技术达到国际先进水平,其中-MUSIC方法达到了国际领先水平”。(见附件2)

代表性论文

专著目录

论文1:L Huang and HC So, "Source   Enumeration Via MDL Criterion Based on Linear Shrinkage Estimation of Noise   Subspace Covariance Matrix." IEEE Transactions on Signal   Processing, 61(19), pp.4806-4821, Oct. 2013.

论文2:WJ Zeng,   HC So and L Huang. "lp-MUSIC: Robust Direction-of-Arrival Estimator for   Impulsive Noise Environments." IEEE Transactions on Signal   Processing, 61(17), pp.4296-4308, Sep. 2013.

论文3:ZQ He, ZP   Shi, L Huang and HC So. "Underdetermined DOA Estimation for wideband   Signals Using Robust Sparse Covariance Fitting." IEEE Signal Processing   Letters, 22(4), pp.435-439, Apr. 2015.

论文4:J Xu, GS   Liao, S Zhu, L Huang and HC So. "Joint Range and Angle Estimation Using   MIMO Radar with Frequency Diverse Array." IEEE Transactions on Signal   Processing, 63(13), pp.3396-3410, Jul. 2015.

论文5:WQ Wang   and HC So. "Transmit Subaperturing for Range and Angle Estimation in   Frequency Diverse Array Radar." IEEE Transactions on Signal Processing,   62(8), pp.2000-2011, Apr. 2014.

论文6:HC So and   L Lin, "Linear least squares approach for accurate received signal   strength based source localization." IEEE Transactions on Signal   Processing, 59(8), pp.4035-4040, Aug. 2011.

论文7:KW   Cheung, HC So, WK Ma and YT Chan, "Least squares algorithms for   time-of-arrival-based mobile location." IEEE Transactions on Signal   Processing, 52(4), pp.1121-1130, Apr. 2004.

论文8:KW   Cheung, HC So, WK Ma and YT Chan, "A constrained least squares approach   to mobile positioning: algorithms and optimality." EURASIP Journal on   Advances in Signal Processing, 2006(1) :020858, Jan. 2006.

知识产权名称

专利1:钱诚,黄磊,蒋双,杨云川,一种双基地MIMO雷达角度的估计方法,发明专利。(专利授权号:201410409417.3)

专利2:蒋双,黄磊,钱诚,石运梅,无需信源数信息的联合估计到达角-频率的方法,发明专利。(专利授权号:201410648424.9)

专利3:钱诚,黄磊,蒋双,杨云川,黄敏,无需信源数估计的相干信号波达方向估计方法及系统,发明专利。(专利授权号:201410195587.6)

专利4:黄磊,李蓉娴,基于特征值的多天线盲谱频谱感知方法及系统,发明专利。(专利授权号:201310323811.0)

专利5:王文钦,朱承龙,邵怀宗,陈慧,潘晔,胡全,一种接收天线阵列受损阵元的在线检测方法,发明专利。(专利授权号:201510050829.7)

推广应用情况

本成果主要包括以TOA/TDOA为代表的近程定位和以AOA/DOA为代表的远程定位两大类。其中,前者在卫星导航定位、无人机盲降末端引导,室内人员定位,智能仓储,质押物管理等方面有着广泛的应用,而后者在相控阵雷达、毫米波车载雷达、抗干扰卫星导航等方向上有着重要的应用。

研究成果“低复杂度DOA估计技术”已被陕西省组合与智能导航重点实验室采纳,应用于抗干扰导航接收机中,提高了角度定位精度和抗干扰性能。研究成果“多通道并行处理单脉冲搜索技术和海杂波抑制技术”已被中国电子科技集团公司第二十七研究所采纳,应用到雷达系统中,提高了测角精度和作用距离。研究成果“基于TDOA估计的高精度定位技术”已被航天科技集团无线电定位研究所采纳,应用于无人机盲降定位系统中,取得了良好的应用效果和社会效益。

 


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