[發明專利]基于RSS-AoA混合測量的無線傳感器網絡目標定位方法

有效

• 申請號: 201811055409.8
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109342993B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 常生明;李有明
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G01S1/08
• 分類號: G01S1/08
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 周玨

本發明公開了一種基于RSS?AoA混合測量的無線傳感器網絡目標定位方法，其建立參考坐標系，并布置多個錨節點的坐標位置；建立錨節點接收測量信號后獲得的RSS測量值和AoA測量值各自的測量模型；對兩個測量模型做近似變形；運用極化恒等式，將AoA測量值對應的近似變形表達式轉化為范數形式，進一步得到等價式；根據RSS測量值對應的近似變形表達式、AoA測量值對應的等價式和引入的權值，采用加權最小二乘方法，得到非凸定位問題；引入松弛變量和輔助變量得到非凸約束優化問題；采用二階錐松弛方法得到二階錐規劃問題；采用內點法對二階錐規劃問題進行求解得到目標源的全局最優解；優點是充分利用了接收信號強度和到達角度兩種測量信息，定位精度高。

技術領域

本發明涉及一種目標定位方法，尤其是涉及一種基于RSS-AoA混合測量的無線傳感器網絡目標定位方法。

背景技術

無線傳感器網絡(WSNs)定位技術已受到各領域的廣泛應用，包括數據采集、污染監測、近?？碧?、防災、目標跟蹤和輔助導航等。在無線傳感器網絡中，定位的基本思想就是根據一些位置已知的傳感器來確定位置未知的目標源的位置。無線傳感器網絡中的定位通常通過接收到的噪聲測量值來確定目標源的位置。一般使用的噪聲測量方式有：到達時間(ToA)、到達時間差(TDoA)、到達角度(AoA)和接收信號強度(RSS)。這四種噪聲測量方式各自有優缺點，因此單獨使用一種噪聲測量方式實現的定位效果總是不太理想。最近出現了混合兩種及以上的測量信息進行目標定位的方法，使用更多的有效性測量信息，總會使得定位的精度更高，因此，使用兩種及以上的測量信息將是精確定位的一個必然趨勢。常見的有使用到達時間和到達角度兩種測量信息、使用到達時間差和到達角度兩種測量信息、使用接收信號強度和到達角度兩種測量信息。Slavisa Tomic等人在IEEE Transactions onVehicular Technology(電氣和電子工程師協會(IEEE)車輛技術會刊)中公開了3-DTarget Localization in Wireless Sensor Network Using RSS and AoA Measurements(無線傳感器網絡中基于RSS和AoA測量的三維目標定位)，其直接采用了到達角度模型的近似表達，然后應用廣義可行域子區間方法來實現定位，然而，通過實驗發現這種方法定位的精度還不夠理想，有待改善。Slavisa Tomic等人在IEEE Wireless CommunicationsLetters(電氣和電子工程師協會(IEEE)無線通信快報)中公開了A closed-form Solutionfor RSS/AoA Target Localization by Spherical Coordinates Conversion(基于球坐標變換的RSS/AoA目標定位的一個閉式解)，其通過球坐標變換將范數轉換為向量形式，再利用加權最小二乘方法來實現定位，然而，通過實驗發現這種方法定位的精度還不夠理想，有待改善。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于RSS-AoA混合測量的無線傳感器網絡目標定位方法，其充分利用了接收信號強度和到達角度兩種測量信息，且定位精度高。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種基于RSS-AoA混合測量的無線傳感器網絡目標定位方法，其特征在于包括以下步驟：