非均匀媒质中联合DOA/TOA海洋多径环境定位方法技术

本发明专利技术涉及一种非均匀媒质中联合DOA/TOA海洋多径环境定位方法，包括下列步骤：海洋环境参数获取：根据声音速度随海洋环境参数变化的公式绘制声速变化曲线；布置定位场景、分析信号参数：在所需定位的海洋区域布置目标节点和锚节点，在目标节点处发送的信号经海水传输到达锚节点，锚节点上带有的传感器可测信号到达时间和到达角度；构建虚拟节点，获得锚节点位置坐标：根据锚节点接收到的信号的到达时间和到达角度，判断海底反射路径、海面反射路径和直射路径，分别以海底、海面为反射面建立锚节点的虚拟节点并得到其坐标位置；锚节点与目标节点之间距离估计；不同路径下的坐标融合。

Combined DOA/TOA marine multi path environment location method in non-uniform medium

The invention relates to a combined DOA/TOA in inhomogeneous medium ocean multipath environment positioning method, which comprises the following steps: obtaining the parameters of ocean environment: according to the formula of sound speed with the change of parameters of the marine environment drawing velocity curve; location of scene, analysis of signal parameters in the sea area layout: target node and anchor nodes required for positioning, in the signal transmission target nodes to anchor nodes by water transmission, sensor with anchor nodes on measurable signal arrival time and arrival angle; the construction of virtual nodes, obtain the anchor node position coordinates according to the received signal anchor node arrival time and arrival angle, determine the bottom reflection path, surface reflection path and direct path. Respectively to the sea surface and to establish virtual node anchor node reflector and get the coordinates of the location of the anchor node and the target; Distance estimation between nodes; coordinate fusion under different paths.

【技术实现步骤摘要】
非均匀媒质中联合DOA/TOA海洋多径环境定位方法
本专利技术属于水下定位中的算法设计领域，特别是解决针对水下信道的特性所带来的定位误差问题。
技术介绍
随着世界各国对海洋权益的日益重视、发展海洋经济热潮的兴起，水声传感器网络的研究成为新的研究热点。节点位置获取技术是海洋环境检测、海底资源探索、灾难预警检测、辅助导航定位及海域安全保证等海洋应用的前提。而由于电磁波在水下环境衰减严重，陆地无线传感器网络定位技术并不适用于水下场景，无法满足定位需求。在水下环境定位中，声信号速度会根据介质的盐度、压力和温度发生变化，由此造成信号传播路径发生弯曲，从而对定位的精度产生影响；水的流动性也会影响传感器网络的拓扑结构，由此影响目标的定位精度；信号在水下传播会出现多径现象，信号传输的非视距问题也会对定位产生较大影响。在当前的定位技术中，大多数的算法设定声信号传播速度为常数，但是这种算法定位误差会根据定位距离的增大而不断加大。之后基于TOA、DOA和RSS的曲线路径的定位算法被提出，而海洋环境变化无常，对RSS算法影响较大，联合TOA和DOA的定位算法只需要一个锚节点，能够有效避免动态环境中多个锚节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非均匀媒质中联合DOA/TOA海洋多径环境定位方法，包括下列步骤：1)海洋环境参数获取：在所需定位的海洋区域测量包括海水盐度、压力和温度在内的海洋环境参数，根据声音速度随海洋环境参数变化的公式绘制声速变化曲线。2)布置定位场景、分析信号参数：在所需定位的海洋区域布置目标节点和锚节点，在目标节点处发送的信号经海水传输到达锚节点，锚节点上带有的传感器可测信号到达时间和到达角度；3)构建虚拟节点，获得锚节点位置坐标：根据锚节点接收到的信号的到达时间和到达角度，判断海底反射路径、海面反射路径和直射路径，分别以海底、海面为反射面建立锚节点的虚拟节点并得到其坐标位置；4)锚节点与目标节点之间距离估计：...

【技术特征摘要】
1.一种非均匀媒质中联合DOA/TOA海洋多径环境定位方法，包括下列步骤：1)海洋环境参数获取：在所需定位的海洋区域测量包括海水盐度、压力和温度在内的海洋环境参数，根据声音速度随海洋环境参数变化的公式绘制声速变化曲线。2)布置定位场景、分析信号参数：在所需定位的海洋区域布置目标节点和锚节点，在目标节点处发送的信号经海水传输到达锚节点，锚节点上带有的传感器可测信号到达时间和到达角度；3)构建虚拟节点，获得锚节点位置坐标：根据锚节点接收到的信号的到达时...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏冲冲，刘开华，于洁潇，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12