[發明專利]基于無人機移動信標的戰場士兵定位方法

無效

• 申請號: 201210018522.5
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102608567A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 吳寶明;高丹丹;王圣超
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第三軍醫大學野戰外科研究所
• 主分類號: G01S5/00
• 分類號: G01S5/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

1.基于無人機移動信標的戰場士兵定位方法，其特征在于：包括如下步驟：

1)無人機搭載機載信標遍歷作戰區域，機載信標周期性發送喚醒信號；

2)士兵節點初始為休眠狀態，當士兵節點被喚醒時，發送信號強度指示數據包，然后再次進入休眠狀態；

3)機載信標接收到士兵節點的信號強度指示數據包，在接收位置形成該士兵節點對應的虛擬信標；判斷無人機獲得的對應一個士兵節點的虛擬信標節點是否大于等于三個，如是，則執行步驟4)；

4)計算士兵節點與其對應虛擬節點的距離，并根據距離矩陣和各對應虛擬信標節點的位置信息，計算獲得該士兵節點的坐標。

2.根據權利要求1所述的基于無人機移動信標的戰場士兵定位方法，其特征在于：步驟1)中，無人機遍歷作戰區域的移動模型為兩個外部相切的橢圓，無人機航向每旋轉60°，機載信標發送一次喚醒信號。

3.根據權利要求1或2所述的基于無人機移動信標的戰場士兵定位方法，其特征在于：步驟4)包括如下步驟：

41)計算士兵節點與其對應虛擬信標節點的測量距離d′；

42)將各士兵節點及其對應虛擬信標節點所組成網絡的質心平移到坐標原點；

43)當網絡的幾何結構符合已知的相異性信息時，將步驟41)獲得的測量距離近似代替該兩點間的實際距離，構建虛擬信標節點與士兵節點的距離矩陣D，將距離矩陣D中的各元素平方，獲得矩陣D²；

44)將矩陣D²雙中心化得矩陣B；

45)奇異值分解矩陣B，得到相對坐標矩陣X_R；在三維空間中，保留X_R最大的三個特征值所對應的特征向量，該特征向量即為士兵節點的三維相對坐標；

46)通過士兵節點的三維相對坐標獲得其絕對坐標X。

4.根據權利要求3所述的基于無人機移動信標的戰場士兵定位方法，其特征在于：所述步驟41)通過對數模型獲得士兵節點與其對應虛擬信標節點的測量距離d′，如下式所示，測量距離d′近似代替該兩點間的實際距離d：

Pr(d)=Pt-PL(d0)-10ηlg(dd0)+Xσ;]]>

dij′=d010PT-Pr(d)-PL(d0)+Xσ10η;]]>

其中p_r(d)單位為dBm，表示對應虛擬信標節點接收到d處士兵節點的數據信號強度；??p_t表示該士兵節點發射信號的功率；pL(d_o)表示士兵節點收到在參考距離d_o處發送數據信號的強度；η表示路徑衰減因子；X_σ表示均值為0，方差為σ²的高斯隨機變量。

5.根據權利要求4所述的基于無人機移動信標的戰場士兵定位方法，其特征在于：步驟44)中采用如下方法將矩陣D²雙中心化得B，令J＝E-1/nI，E為單位矩陣，I為1矩陣，在最小二乘法原則下，通過下式獲得矩陣B：

-12JD2J=12J(2B)J=B.]]>