[發明專利]一種基于應急蜂窩通信網絡的精確定位方法

有效

• 申請號: 201410211579.6
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN105101403B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 鄭靜晨;李明;李曉雪;郝昱文;李爭平;秦朝亮
• 申請（專利權）人: 鄭靜晨;李明;李曉雪;郝昱文
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 尹振啟

1.一種基于應急蜂窩通信網絡的精確定位方法，其特征在于，該方法具體步驟如下：

1)定位服務器收取M個基站轉發的移動臺信息，定位服務器獲得M個基站地理位置信息；其中M大于等于4；

設第i個基站的位置信息為(x_i,y_i)，其中i∈[1，M]；

2)定位服務器提取所有M個基站收到移動臺信息的接收時間，并計算第j號基站與第1號基站的信息到達時間差t_j,1，其中2≤j≤M；

利用電磁波在大氣中的傳播速度c可以計算出第j號基站與第1號基站的距離差r_j,1；

r_j,1＝t_j,1*c；

3)利用以下公式(1)計算估計位置矢量z_a，

在上式中：

其中：

r_j-r₁＝r_j,1

x_j-x₁＝x_j,1；

y_j-y₁＝y_j,1

x、y分別為移動臺的x坐標和y坐標值；r_j為第j號基站與所述移動臺的距離，r₁為第1號基站與所述移動臺的距離；r_j,1移動臺到第j號基站與移動臺到第1號基站的距離差；x_j、y_j分別為第j號基站的x坐標和y坐標值；x_j,1為x_j與x₁之差，y_j,1為y_j與y₁之差；

其中N為服從正態分布的噪聲向量；

4)利用歐拉公式計算每個基站與移動臺的距離；

設第i個基站與移動臺的距離為r_i，則r_i第一次估算值為r_i⁰，則：

其中i∈[1，M]；

5)計算M個基站與移動臺的距離均值和均方根值，并判斷均方根值與均值的比值是否大于0.8；

即，

其中

6)如果步驟5)中所述比值滿足不等式，則采用公式(2)重新計算估計位置矢量z_a，然后將估計位置矢量z_a代入公式(3)計算z′_a；

其中，Ψ＝BQB；因為z_a中的r₁與待定位節點的位置有關系，利用這個關系可以進行最小均方加權估計；即：

式中，

其中z_a,1，z_a,2，z_a,3為的各分量，z_a,1＝x⁰+e₁；z_a,2＝y⁰+e₂；z_a,3＝r₁⁰+e₃；e₁,e₂,e₃為的估計誤差；

B'＝diag{z_a(1)-x₁,z_a(2)-y₁,z_a(3)}；

最后，可以計算出最終的移動臺位置z_p如下：

7)如果步驟5)中所述比值不滿足不等式，則由公式(1)計算出移動臺的估計位置矢量z_a，直接令z'_a＝z_a，代入公式(4)計算移動臺位置z_p；

8)定位服務器獲取M個基站發來的同一移動臺的新信息，并重復步驟1)到7)繼而獲得n個z_p，即z_p1、z_p2、……z_pn，

其中

計算出移動臺坐標的平均估值：

其中n為自然數；

9)然后計算殘差

……

查表獲取肖維勒系數ω_n，并判斷以下不等式是否成立：

|V_p1|>ω_nσ；

|V_p2|>ω_nσ；

……

|V_pn|>ω_nσ；

去除不滿足以上不等式的殘值所對應的移動臺位置值，

即，如果第i個位置信息滿足|V_pi|>ω₁₀₀σ，則去除對應的估計位置矢量

假設剩余K個估計位置矢量，將剩余的估計位置矢量表示為

求均值，計算并獲得移動臺的最終位置(x_f，y_f)

所述步驟9)中的n為50-200。