In der vorliegenden Arbeit werden drei verschiedene Verfahren zur Positionsbestimmung (Laufzeit-Verfahren, Differenzlaufzeit-Verfahren, GPS-Verfahren) und ein Verfahren zur Richtungspeilung vorgestellt. All diese Verfahren beruhen in unterschiedlicher Weise auf der Schätzung der Zeitverzögerung zwischen einem bekannten oder unbekannten gesendeten Signal und dem an einem bestimmten Ort empfangenen Signal. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Untersuchung der Fehlerfortpflanzung in Abhängigkeit der verwendeten Messanordnung und der relativen Position des zu ortenden Objektes zur Messanordnung gelegt. Daraus werden die Zuverlässigkeit der einzelnen Verfahren und die damit erzielbare Genauigkeit bestimmt.
Mit Hilfe von statistischen Methoden und modellbasierten Annahmen der Schätztheorie werden die oben genannten Methoden simuliert. Analytisch formulierte Aussagen über die Abhängigkeit der Modelle von gewählten Parametern werden mit diesen Simulationen empirisch überprüft. Schlussendlich werden alle Verfahren zur Positionsbestimmung und zur Richtungspeilung im hörbaren Schallfeld praktisch umgesetzt, und die daraus erzielten Ergebnisse werden mit den analytischen Modellen und den Simulationsergebnissen verifiziert.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englischer Titel:
Methods for object localization and estimating bearing
Englische Kurzfassung:
The present thesis discusses three different methods to locate objects (Time Of Flight, Differential Time Of Flight, GPS) and one method for estimating bearing. All mentioned methods in different ways depend upon the time delay estimation between a known or unknown sent signal and the signal detected on a predetermined location. Special emphasis is placed upon the analysis of error propagation in dependence of the used measurement configuration and the relative position of the object to detect with regard to the configuration. This leads to an evaluation of credibleness and achievable accuracy of each method.
Employing statistical methods and model-based assumptions of estimation theory, simulations of the methods mentioned above are created. Analytically found dependencies of the models from determined parameters are verified empirically by using these simulations. Finally, all methods to locate objects and to determine bearings are implemented within the audible sound field, and the results obtained are compared to the analytical and the empirical results.