[發明專利]GPS輔助的NLOS傳播場景下的車輛定位方法

在審

• 申請號: 202010499631.8
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111698649A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 何睿斯;趙威程;艾渤;鐘章隊;陳瑞鳳;張皓翔
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H04W4/029
• 分類號: H04W4/029;H04W4/40;H04W16/22;H04W64/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種GPS輔助的NLOS傳播場景下的車輛定位方法，其特征在于，包括：

生成車輛定位的仿真模型，利用所述仿真模型計算出車輛之間的測量距離；

利用車輛之間的測量距離通過TDOA算法計算出無GPS待測車輛的估計位置；

計算出所述無GPS待測車輛的估計位置的定位誤差，根據定位誤差計算出中斷概率；確定所述無GPS待測車輛的定位參數，根據所述定位參數通過對比得到在不同的場景下能夠達到最低的中斷概率時所采用的最佳定位策略；

利用所述最佳定位策略對所述無GPS待測車輛進行位置定位。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的生成車輛定位的仿真模型，利用所述仿真模型計算出車輛之間的測量距離，包括：

生成車輛定位的仿真模型，在所述仿真模型中：用N_gps代表有GPS定位能力的車輛數，N_v代表車輛總數，自身位置已知的車輛數記作N_know，并將其初始化為N_know＝N_gps，將有GPS定位能力的車輛作為無GPS的車輛進行位置定位的錨點；將NLOS識別錯誤分成了false和miss兩種情況，false情況表示將LOS狀態錯誤地識別為NLOS狀態，miss情況表示將NLOS狀態識別為LOS狀態，false情況發生的概率為P_F，miss情況發生的概率為P_M，總的識別錯誤的概率P_E，

第i輛車和第j輛車之間的測量距離的計算方法為：

其中，表示車輛之間的測量距離，m_ij表示測量誤差，n_ij表示NLOS誤差，n_ij在LOS環境下為0。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的利用車輛之間的測量距離通過TDOA算法計算出無GPS待測車輛的估計位置信息，包括：

對于配置有車載GPS的車輛，通過車載GPS獲取車輛的位置信息；

對于無車載GPS的待測車輛，該待測車輛與其通信范圍內的其他全部車輛建立通信，將位置已知的其他車輛作為錨點，待測車輛通過測量往返時間來計算自身與錨點之間的距離，錨點將自身的位置信息發送給待測車輛，待測車輛利用自身與錨點之間的距離和錨點的位置信息通過TDOA算法計算得到待測車輛的位置信息，并將其位置信息反饋在車載的顯示設備上。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的計算出所述無GPS待測車輛的估計位置的定位誤差，根據定位誤差計算出中斷概率，包括：

所述無GPS待測車輛的估計位置和實際位置之間的歐氏距離為定位誤差，該定位誤差的計算公式為：

其中，e_i表示第i輛車的定位誤差，P_i表示第i輛車的真實位置坐標，為第i輛車的估計位置坐標；

求取所有無GPS待測車輛的定位誤差e_i的平均值e：

其中，I_i是一個指示函數，當第i輛車有GPS時I_i＝0，否則I_i＝1；

給定一個最大允許定位誤差e_th，當估算位置與實際位置的距離超過e_th時，則確定出現中斷，無法實現定位，把出現中斷的概率記作P_out，由蒙特卡羅方法計算出規定的e_th下的中斷概率P_out(e_th)：

是一個指示函數，當時，反之