[發明專利]一種基于三邊測量定位計算的不確定性分析方法

在審

• 申請號: 201710365982.8
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107271950A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 羅清華;焉曉貞;周鵬太;彭宇;甘興利;沈豪;張輝;李平;彭喜元
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01S5/06;H04W4/02;H04W64/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無線定位技術。

背景技術

實際無線通信環境中，由于噪聲、環境和測量誤差等不良因素的影響，引起通信距離估計具有較大的誤差，導致三邊測量定位計算的結果具有很強的不確定性，給定位結果在導航等后續應用處理方法提出了挑戰。本發明針對上述問題，對三邊測量定位計算過程中的不確定性的因素進行敏感性分析，分析出導致不確定性的主要因素及其對定位計算結果的影響程度，并對定位計算結果的不確定性進行評估，為改善無線定位精度方法提供指導。

發明內容

本發明的目的是為了解決三邊測量定位計算過程中的不確定性敏感性分析和不確定性綜合問題，提供一種基于三邊測量定位計算的不確定性分析方法。

本發明所述的一種基于三邊測量定位計算的不確定性分析方法包括以下步驟：

步驟一、系統中有4個無線傳感器節點，分別為3個定位的錨節點和1個未知節點，它們都具有nanoLoc無線射頻收發器，并可以采用雙邊對等方法測量得到任意兩個節點間的距離估計值；

步驟二、系統中各個節點進行初始化，未知節點首先建立無線網絡，并等待其它節點申請加入網絡；

步驟三、3個錨節點初始化成功后，分別采用射頻收發器掃描發現未知節點建立的無線網絡，并通過射頻收發器發送網絡加入請求數據包，并成功加入該無線網絡，如果加入網絡成功，則執行步驟四，否則，執行步驟三；

步驟四、未知節點通過其無線射頻收發器廣播定位請求數據包，第i個錨節點收到定位請求數據包后，采用雙邊對等測距方法，通過與未知節點間的4J次數據包交互，獲得第i個錨節點與未知節點間的距離d_i的J次測量值：{d_i1,d_i2,d_i3,…,d_ij,…,d_iJ}，并進行統計計算，將測量值的統計均值d_i_u作為距離d_i估計結果，將測量值的統計標準差d_i_σ作為距離d_i估計結果的不確定性，其中i為正整數，且1≤i≤3，設定i的初始值為1，j為正整數，且1≤j≤J，J為用戶設定的正整數，且50≤J≤150，本發明專利中，J取值100；

步驟五、i＝i+1，判斷i的值是否大于3，若是，則執行步驟六，否則執行步驟四；

步驟六、系統獲得了未知節點與三個錨節點間的距離估計結果{d₁_u,d₂_u,d₃_u}，以及它們對應的不確定度{d₁_σ,d₂_σ,d₃_σ}，并結合三個錨節點的坐標：(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，(x₃，y₃)，則未知節點的坐標(x，y)按公式(1)進行計算：

其中

步驟七、定位計算結果(x，y)的不確定性(x_σ,y_σ)按公式(2)進行計算：

其中為正整數，且1≤i≤3，和分別為敏感因子，分別表示定位因素x_i、y_i和d_i_u對定位結果的影響程度大小，其數值越大，表明影響程度越大，可識別出對定位影響較大的因素，為改善定位精度方法提供重要參考信息，x_i_σ和y_i_σ分別為第i個錨節點橫坐標和縱坐標的標準差，由于本發明中，設定錨節點的位置是精確值，因此x_i_σ＝0，y_i_σ＝0，其中i為正整數，且1≤i≤3，因此，公式(2)可簡化為公式(3)；

步驟八、判斷定位計算任務是否完成，如果是，執行步驟九，否則，在下一個定位點上，執行步驟四；

步驟九、結束三邊測量定位及其不確定性分析任務。

附圖說明

圖1為一種基于三邊測量定位計算的不確定性分析方法的流程圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的一種基于三邊測量定位計算的不確定性分析方法括以下步驟：