定位技术在军事及民用上运用广泛,例如用于战场地面探测的美国沙地直线系统,就是运用各类传感器收集声音、地震动等信号,在保证隐蔽性的前提下,实现了对入侵目标的探测、分类、定位和跟踪。本课题研究的利用振动传感器来对目标进行定位的系统,具有隐蔽性好,抗干扰能力强,无线传输,低功耗,长期稳定运行等特性。该研究不仅可以对中朝边境越境事件起到预防作用,而且在战场弹着点及人员车辆定位、重要区域安防等领域都有较好的应用前景。本文的主要研究内容为:1、本研究以行走的实验人员为研究对象,首先研究了震源振动产生的振动信号的传播机理,并通过实验采集到体重为50kg,70kg,90kg的三类实验人员在正常速度行进,分别距离传感器0.5m、1m、2m、5m、10m、20m、30m、40m时产生的地震动信号。同时对MET分子-电子感应式加速度传感器进行幅频、相频及灵敏度等特性研究,根据分析得出的振动信号的频谱特性,对比选择出最适合本研究的振动传感器。2、对比介绍AOA、TOA、TDOA及TOA/AOA联合算法等经典二维定位算法,分析各算法优缺点,重点研究基于信号传播时间的定位算法,分析相关时延估计理论,选择适合时间到达差的相关估计算法,在广义互相关的基础上使用二次相关,获取精度更高的时延估计值。同时对Chan算法做了详细分析,选用了Chan算法作为求解TDOA定位结果的基本算法。3、使用LabVIEW软件编写软件程序,快速搭建出基于MET振动传感器的上位机定位实现系统。通过实时采集实验区域地震动信号,利用MATLAB实现TDOA算法,对信息进行快速判别与计算,满足低噪声条件下,不依赖大型基站和卫星等其他设备,在一定范围内实现较为准确的定位,同时对区域内传感器布局与定位精度之间的关系进行了研究。大量的野外实验表明,基于MET振动传感器的二维定位技术能够在野外平坦地面条件下较好的确定目标位置。