[發明專利]一種基于迭代的最小二乘定位方法

有效

• 申請號: 201210229997.9
• 申請日: 2012-07-04
• 公開（公告）號: CN102811419A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 江成能;劉珩;盧繼華;卜祥元
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W64/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于迭代的最小二乘定位方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、對蜂窩基站數據進行分組；

參與移動站定位且位置已知的蜂窩基站數量為M個，M≥3，其中服務基站為BS₁，其它各蜂窩基站以BS_m表示，2≤m≤M；以BS₁作為定位參考點，設置BS₁位置坐標為二維列向量x₁=(x₁,y₁)^T=(0,0)^T；第m個基站的位置坐標為已知向量x_m=(x_m,y_m)^T；

利用服務基站BS₁接收移動站信號的到達時延為τ₁，第m個基站接收到的來自移動站的信號的到達時延為τ_m，將所有τ_m分別與τ₁作差，獲得其余M-1個蜂窩基站相對于服務基站BS₁的M-1個TDOA數據

從M-1個TDOA數據中，任取其中3個TDOA數據作為一個組合，將該組合中TDOA數據的下標首位作為集合S_k，共有N個滿足該條件的集合S_k，1≤k≤N，

步驟二、對步驟一得到的分組數據進行中間估計；

對N個下標首位集合S_k所對應的TDOA數據利用球面相交技術分別進行單次SSI-LS估計，得到N個中間估計值：

步驟三、利用步驟二得到的中間估計值計算殘差，得到相應的權值；

對每個S_k的中間估計值求全集殘差：

J(x^k)=Σm=2MJm(x^k)]]>

=Σm=2M{[r^m1-(||x^k-xm||-||x^k-x1||)2]}]]>

得到N個全集殘差，對其求倒，得到相應的權值w_k：

wk=1J(x^k)∀k;]]>

步驟四、對中間估計值做歸一化加權，得到該移動站的3BS2估計值；

對步驟二獲得的中間估計值以步驟三得到的相應的權值w_k加權，并作歸一化處理，得到移動站的位置(x，y)的估計值

x^3BS2=Σk=1Nx^kwkΣk=1Nwk;]]>

步驟五、將位置估計值作為初始值代入殘差Taylor法，并通過迭代得到最終位置估計值；

所述殘差Taylor法為：

步驟5.1，將位置估計值作為初始值，計算定位誤差：

ΔxΔy=(GtTW-1Gt)-1GtTW-1ht]]>

W=Q·F

其中，W為M-1維加權矩陣，符號·為矩陣乘積；Q為M-1維噪聲協方差矩陣；F為M-1維殘差向量構成的對角方陣：

F=diag{J2(x^3BS2),J3(x^3BS2),...,Jm(x^3BS2),...,JM(x^3BS2)}]]>

數據向量h_t和系數矩陣G_t分別為：

ht=r^21-(r^2-r^1)r^31-(r^3-r^1)...r^M1-(r^M-r^1)]]>

Gt=(x1-x)/r^1-(x2-x)/r^2(y1-y)/r^1-(y2-y)/r^2(x1-x)/r^1-(x3-x)/r^3(y1-y)/r^1-(y3-y)/r^3......(x1-x)/r^1-(xM-x)/r^M(y1-y)/r^1-(yM-y)/r^M.]]>

距離值n=1,2,...,M，x＝x_3BS2，y＝y_3BS2；

步驟5.2，令x=x_3BS2+Δx，y=y_3BS2+Δy，重復步驟5.1，一直迭代到Δx和Δy滿足系統要求的精度；此時所得的x_3BS2和y_3BS2即為橫坐標值和縱坐標值最終的估計值x^=(x3BS2final,y3BS2final);]]>

至此，所述的TR3BS2法處理完畢。