The present invention provides a sensor network localization method with time delay and angle measurement, relates to the field of wireless sensor network, the pseudo linear positioning equation combined with time delay and angle measurement, the structure of the total least squares method in wireless sensor network localization method, due to the special structure of the total least squares algorithm makes full use of observation A matrix, thus increasing the average estimation accuracy of target, the invention does not need to estimate the variance of the actual measurement noise, the noise distribution does not need to calculate pseudo observation equation, simple and easy to achieve; due to the use of different types of joint measurement information, not only improve the positioning accuracy of the sensor network, but also has more important practical significance, this the invention has the characteristics of simple and easy to realize, than the average high estimation accuracy and low SNR, can It is widely used in sensor networks, target localization, and related fields.
【技术实现步骤摘要】
一种联合时延差与角度测量的传感器网络目标定位方法
本专利技术涉及无线传感器网络领域,尤其是一种网络目标的定位方法。
技术介绍
随着无线传感器技术、通信技术以及信息信号处理技术的发展,近些年来基于无线传感器网络的目标定位方法受到国内外学者和相关技术人员的广泛讨论和深入研究,已经成功应用在雷达、声纳和通信领域中涉及目标定位的各个方面。该类方法根据接收到的各个无线传感器的观测信息,对目标进行联合定位。根据传感器接收信号的不同类型,目标定位方法有不同的模型,主要包括:信号到达时间定位法、到达时延差定位法、波达方向定位法或者这几种方法的组合。在这几种方法中,信号到达时间定位法对传感器节点的时间同步要求较高;到达时延差定位法降低了对时间同步的要求,但对网络的大小有要求(需要较多的传感器数量);波达方向定位法具有很高的精度,但要求传感器节点具有阵列的侧向能力。因此,在实际应用的传感器网络中,相比于仅仅使用上述的某一种方法或某一类测量信息,联合使用不同的测量信息具有更重要的现实意义,并且会提高传感器网络的定位精度。一般来说,目标位置与测量信息的直接关系并不是线性关系,因此导致目标定位问题是一个非线性非凸问题。为了避免网络定位中的非线性问题,研究人员提出两种方法:一个是将定位问题转化为非线性加权最小二乘优化问题,并利用Taylor级数公式进行数值迭代运算。但是这种方法计算量大,可能会产生迭代不收敛和局部最优解。另一类是将非线性观测方程转化为伪线性方程,再利用线性加权最小二乘估计法获得目标位置的闭式解。但是需要注意的是,当观测物理信息存在较大的误差时,伪线性方程的回归矩阵便会 ...
【技术保护点】
一种联合时延差与角度测量的传感器网络目标定位方法,其特征在于包括下述步骤:第一步:计算角度测量矩阵G
【技术特征摘要】
1.一种联合时延差与角度测量的传感器网络目标定位方法,其特征在于包括下述步骤:第一步:计算角度测量矩阵Gk和单位方向向量bk已知传感器网络观测的角度测量值俯仰角和偏向角θk,根据公式(1)和公式(2)计算角度测量矩阵Gk和单位方向向量bk:第二步:构造伪线性观测矩阵A任意选取一个节点为参考节点,由第一步公式(1)可计算角度测量矩阵Gk和单位方向向量bk,其中k分别取1,2,…,N,N表示传感器网络中的传感器数目,根据如下公式构造伪线性观测矩阵A;第三步:构造伪线性测量值h传感器节点位置sk=[skx,sky,skz]T,表示传感器第k个传感器的三维坐标,时延差测量τk表示目标发射信号到第k个节点的传播时间与目标发射信号到参考节点的传播时间的差值,根据已知的角度测量矩阵Gk、单位方向向量bk、传感器节点位置sk和时延差测量τk,用公式(4)构造与伪线性观测矩阵A对应的伪线性测量值h:式(4)中...
【专利技术属性】
技术研发人员:王海燕,贾天一,申晓红,董海涛,常娟,荆海霞,柳溪,马石磊,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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