[發明專利]傳感器位置誤差下基于加權多維標度和多項式求根的TDOA定位方法

有效

• 申請號: 202010335969.X
• 申請日: 2020-04-25
• 公開（公告）號: CN111551897B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 王鼎;鄭娜娥;陳松;王盛;任修坤;呂品品;董鵬;張龍;趙華;尹潔昕
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G01S5/06
• 分類號: G01S5/06
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 張立強

1.一種傳感器位置先驗觀測誤差存在下基于加權多維標度和多項式求根的TDOA定位方法，其特征在于，包括：

步驟1：利用空間中放置的M個傳感器獲得輻射源信號到達第m個傳感器與到達第1個傳感器的TDOA觀測量，并利用TDOA觀測量進一步得到距離差觀測量

步驟2：利用傳感器位置先驗觀測量和距離差觀測量構造(M+1)×(M+1)階距離矩陣D；

步驟3：利用距離矩陣D計算(M+1)×(M+1)階標量積矩陣W；

步驟4：首先利用傳感器位置先驗觀測量和距離差觀測量構造(M+1)×4階矩陣G，然后利用矩陣G計算(M+1)×5階矩陣T；

步驟5：令迭代索引k＝0，設置迭代門限值δ，根據W和T計算迭代初始值g⁽⁰⁾和s⁽⁰⁾；

步驟6：根據g⁽⁰⁾和s⁽⁰⁾依次計算(M+1)×(M-1)階矩陣B_t1(g^(k),s^(k))和B_t2(g^(k),s^(k))以及(M+1)×3M階矩陣B_s1(g^(k),s^(k))和B_s2(g^(k),s^(k))；

步驟7：根據B_t1(g^(k),s^(k))和B_t2(g^(k),s^(k))以及B_s1(g^(k),s^(k))和B_s2(g^(k),s^(k))計算(M+1)×(M-1)階矩陣B_t(g^(k),s^(k))＝B_t1(g^(k),s^(k))+B_t2(g^(k),s^(k))和(M+1)×3M階矩陣B_s(g^(k),s^(k))＝B_s1(g^(k),s^(k))+B_s2(g^(k),s^(k))，并對矩陣B_t(g^(k),s^(k))進行奇異值分解；

步驟8：首先根據B_s(g^(k),s^(k))、B_t(g^(k),s^(k))及奇異值分解后的B_t(g^(k),s^(k))計算(4M-1)×(4M-1)階加權矩陣(Ω^(k))^-1，然后利用加權矩陣(Ω^(k))^-1計算(3M+4)×(3M+4)階矩陣Φ^(k)和(3M+4)×1階列向量

步驟9：對(3M+4)×(3M+4)階矩陣進行特征值分解；

步驟10：首先利用步驟9中的特征值分解結果計算(3M+4)×1階列向量和然后根據和計算標量

步驟11：利用步驟9中的特征值分解結果和標量計算標量

步驟12：利用牛頓法求解以為系數的一元6次多項式的根，并選擇真實根，剔除虛假根；

步驟13：利用步驟12中選擇的根計算迭代結果g^(k+1)和s^(k+1)，若||g^(k+1)-g^(k)||₂≤δ，則轉至步驟14，否則更新迭代索引k＝k+1，并轉至步驟6；

步驟14：將迭代序列{g^(k)}的收斂值中的前3個分量作為輻射源位置向量的估計值，將迭代序列{s^(k)}的收斂值作為傳感器位置向量的估計值。