基于CHAN算法与改进牛顿迭代的联合时差定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于CHAN算法与改进牛顿迭代的联合时差定位方法，使用CHAN算法，得到未知节点位置估计值；将估计值作为牛顿迭代算法的初始值进行迭代，为了限制搜索方向在迭代过程中对海森矩阵进行特征值校正、为了加快搜索速度用三次插值法引入步长因子、抑制在多重根附近收敛速度特别慢甚至失效的现象引入重根系数改进迭代公式；完成对未知节点位置的求解。本发明专利技术的牛顿迭代在寻找近似极值点时更接近极值点，定位结果效果好；测量误差均方根值小；迭代次数明显小于牛顿迭代法和修正牛顿迭代法。本发明专利技术的方法计算量要小于牛顿迭代法和修正牛顿迭代法的计算量，定位精度也要比其他两种算法精度要高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于定位
，尤其涉及一种基于CHAN算法与改进牛顿迭代算法联合的到达时间差定位方法。
技术介绍
随着现代科技的进步，定位技术越来越受到重视。在定位技术中，系统的定位精度的提升也受到重视，除此之外算法的计算时间也越来越受到重视。除了提高硬件的性能，最重要的是改进算法。常用的迭代求解方法有：Taylor算法、卡尔曼滤波算法等，主要缺点是其收敛性非常依赖于初始位置的精度。当初始位置选择不好的时候，迭代时容易陷入局部极小值点，而且不能保证收敛性。牛顿迭代法虽然也需要初始估计位置，但它收敛速度比较快，在满足一定的定位精度要求情况下，可以解决迭代计算时间的问题，可是当初始值远离最优解时，效率很低，而且好的优化算法并不依赖精确的搜索过程。综上所述，牛顿迭代算法会出现依赖初始值精确度和迭代次数过多以及在多重根附近收敛速度特别慢甚至失效的问题。针对这一问题，在牛顿迭代算法的基础上，先对海森矩阵非正定时迭代方向不正确导致算法不收敛甚至失效对海森矩阵进行特征值改进；然后在初始值离最优解很远时计算量更大、迭代效率很低时引入步长因子；最后在单重根附近时收敛速度快，但在多重根附近收敛速度特别慢甚至失效时，在多重根处引入重根系数。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于CHAN算法与改进牛顿迭代的联合时差定位方法，旨在解决牛顿迭代算法中会出现依赖初始值精确度和迭代次数过多以及在多重根附近收敛速度特别慢甚至失效的问题。本专利技术是这样实现的，一种基于CHAN算法与改进牛顿迭代的联合时差定位方法，所述基于CHAN算法与改进牛顿迭代的联合时差定位方法使用CHAN算法，得到未知节点位置估计值；将估计值作为牛顿迭代算法的初始值进行迭代，迭代过程中对海森矩阵进行特征值校正、通过三次插值法引入步长因子、对有多重根值的迭代公式改进；完成未知节点位置求解。所述迭代的步骤为：1)将用CHAN算法解得位置初始值u0；2)求海森矩阵在Hu可能为非正定矩阵的情况下，搜索量的搜索方向不一定是准确的，可能导致算法不收敛甚至失效，将矩阵Hu进行特征值分解得：Hu＝UΛUT，U为特征向量组合的矩阵，Λ＝diag{h1,h2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CHAN算法与改进牛顿迭代的联合时差定位方法，其特征在于，所述基于CHAN算法与改进牛顿迭代的联合时差定位方法使用CHAN算法，得到未知节点位置估计值；将估计值作为牛顿迭代算法的初始值进行迭代，迭代过程中为了限制搜索方向在迭代过程中对海森矩阵进行特征值校正、为了加快搜索速度用三次插值法引入步长因子、抑制在多重根附近收敛速度特别慢甚至失效的现象引入重根系数改进迭代公式；完成对未知节点位置的求解。

【技术特征摘要】
1.一种基于CHAN算法与改进牛顿迭代的联合时差定位方法，其特征在于，所述基于CHAN算法与改进牛顿迭代的联合时差定位方法使用CHAN算法，得到未知节点位置估计值；将估计值作为牛顿迭代算法的初始值进行迭代，迭代过程中为了限制搜索方向在迭代过程中对海森矩阵进行特征值校正、为了加快搜索速度用三次插值法引入步长因子、抑制在多重根附近收敛速度特别慢...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩耀飞，陈少峰，何国锋，刘恋，杨海江，樊晓虹，郭蓓蕾，李佳佳，陈国振，
申请(专利权)人：河南城建学院，无锡纳旭测控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41