[發(fā)明專利]一種基于隨機信號的定位方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810065086.4
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108279007B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李清華;鄭元勛;解偉男;聞帆;杜寧
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11473
• 代理人: 閆冬;吳航

1.一種基于隨機信號的定位方法，其特征在于，包括：

步驟1，根據(jù)隨機信號的定位原理，建立觀測量與位置解算恒等式；

步驟2，在所述恒等式中引入誤差項，確定位置誤差與觀測量誤差的關(guān)系式；

步驟3，確定觀測量誤差項，分別記錄與所述觀測量誤差相關(guān)的項以及與所述觀測量誤差無關(guān)的項；

步驟4，根據(jù)所述的與觀測量誤差相關(guān)的項以及與觀測量誤差無關(guān)的項確定所述觀測量誤差在位置解算中的比重，確定置信度模型；

步驟5，根據(jù)所述置信度模型建立卡爾曼濾波器，對所述置信度進(jìn)行平滑濾波；

步驟6，根據(jù)隨機信號的定位原理，建立導(dǎo)航解算模型，并選擇置信度較高的基站信號進(jìn)行導(dǎo)航解算；

所述恒等式為：

所述位置誤差與觀測量誤差的關(guān)系式為：

所述與所述觀測量誤差相關(guān)的項為：

所述與所述觀測量誤差無關(guān)的項為：

所述置信度模型為：

其中，分別為理想情況下基站i、j與目標(biāo)位置之間的距離，為理想情況下基站i與坐標(biāo)系原點的距離，為理想情況下基站j與坐標(biāo)系原點的距離，為理想情況下基站i的坐標(biāo)向量，為理想情況下下基站j的坐標(biāo)向量，u^T為目標(biāo)位置的坐標(biāo)向量的轉(zhuǎn)置，δu為解算結(jié)果中的誤差部分，u為目標(biāo)位置的坐標(biāo)向量，r_i、r_j分別為基站i、j與目標(biāo)位置之間的距離，δr_i為距離誤差，A_i為與觀測量誤差相關(guān)的項，B_i為與觀測量誤差無關(guān)的項，γ′_i為基站i的置信度。

2.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述恒等式是理想情況下的觀測量與位置解算恒等式。

3.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述步驟4中，對所述置信度進(jìn)行歸一化處理。

4.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述步驟5中，對所述卡爾曼濾波器加入遺忘因子。

5.如權(quán)利要求1-4中任一所述的定位方法，其特征在于，所述步驟1中，所述恒等式中，

其中，為理想情況下基站i與坐標(biāo)系原點的距離，為理想情況下基站j與坐標(biāo)系原點的距離，為理想情況下基站i的坐標(biāo)，為理想情況下基站j的坐標(biāo)。

6.如權(quán)利要求1-4中任一所述的定位方法，其特征在于，所述步驟2中，所述位置誤差與觀測量誤差的關(guān)系式中的所述距離誤差為由觀測量誤差引起的距離誤差。

7.如權(quán)利要求1-4中任一所述的定位方法，其特征在于，所述步驟3中，與觀測量誤差相關(guān)的項中的所述距離誤差為由時間誤差引起的距離誤差。

8.如權(quán)利要求1-4中任一所述的定位方法，其特征在于，所述步驟4中，所述置信度模型中的所述距離誤差為由時間誤差引起的距離誤差。

9.一種與權(quán)利要求1-8中任一所述的定位方法對應(yīng)的基于隨機信號的定位裝置，其特征在于，包括：

等式建立模塊，其根據(jù)隨機信號的定位原理，建立觀測量與位置解算恒等式；

誤差引入模塊，其與所述等式建立模塊連接，在所述恒等式中引入誤差項，確定位置誤差與觀測量誤差的關(guān)系式；

誤差確定模塊，其與所述誤差引入模塊連接，確定觀測量誤差項，分別記錄與所述觀測量誤差相關(guān)的項以及與所述觀測量誤差無關(guān)的項；

置信度模塊，其與所述誤差確定模塊連接，根據(jù)所述的與觀測量誤差相關(guān)的項以及與觀測量誤差無關(guān)的項確定所述觀測量誤差在位置解算中的比重，確定置信度模型；

濾波模塊，其與所述置信度模塊連接，根據(jù)所述置信度模型建立卡爾曼濾波器，對所述置信度進(jìn)行平滑濾波；

導(dǎo)航解算模塊，其與所述濾波模塊連接，根據(jù)隨機信號的定位原理，建立導(dǎo)航解算模型，并選擇置信度較高的基站信號進(jìn)行導(dǎo)航解算；

所述恒等式為：

所述位置誤差與觀測量誤差的關(guān)系式為：

所述與所述觀測量誤差相關(guān)的項為：

所述與所述觀測量誤差無關(guān)的項為：

所述置信度模型為：

其中，分別為理想情況下基站i、j與目標(biāo)位置之間的距離，為理想情況下基站i與坐標(biāo)系原點的距離，為理想情況下基站j與坐標(biāo)系原點的距離，為理想情況下基站i的坐標(biāo)向量，為理想情況下下基站j的坐標(biāo)向量，u^T為目標(biāo)位置的坐標(biāo)向量的轉(zhuǎn)置，δu為解算結(jié)果中的誤差部分，u為目標(biāo)位置的坐標(biāo)向量，r_i、r_j分別為基站i、j與目標(biāo)位置之間的距離，δr_i為距離誤差，A_i為與觀測量誤差相關(guān)的項，B_i為與觀測量誤差無關(guān)的項，γ′_i為基站i的置信度。