混合视距和非视距环境中基于到达时间的目标定位方法技术

本发明专利技术公开了一种混合视距和非视距环境中基于到达时间的目标定位方法，其根据目标节点与锚节点之间的链路类型建立不同的距离测量模型；通过两个不同的距离测量模型的近似表达式，并采用最坏情况下的鲁棒最小二乘方法，得到最小化问题，进而转化为目标函数；通过在目标函数中引入辅助变量，转化为非凸问题；利用凸松弛技术对非凸问题中的约束条件进行松弛，并引入权值和惩罚项，得到凸优化问题；对凸优化问题进行求解，得到目标节点的位置估计值；优点是其定位精度高。

Target location method based on time of arrival in mixed LOS and non Los environments

【技术实现步骤摘要】
混合视距和非视距环境中基于到达时间的目标定位方法
本专利技术涉及一种目标定位方法，尤其是涉及一种混合视距和非视距环境中基于到达时间的目标定位方法。
技术介绍
近年来，无线传感器网络中的目标定位技术在导航、通信和目标跟踪等领域中已得到了广泛应用。随着技术的发展与社会的进步，高精度的目标定位技术在各个领域展现出了广泛的应用前景。因此，对无线传感器网络中高精度的目标定位方法的研究十分有必要。根据接收信号的特征参数和应用环境的不同，人们提出了各种目标定位方法，分别有到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、到达角度(AOA)、接收信号强度(RSS)以及各种定位技术的混合定位等方法。这些传统的目标定位方法一般是假设信号源与传感器之间的传播是视距(LOS)传播，且视距链路分布已知，然而在复杂的城市或室内等恶劣的环境中常存在障碍物的阻碍，直接使用这些目标定位方法会导致定位精度非常低。因此，需要寻找一种适用于视距(LOS)和非视距(NLOS)环境的高性能目标定位方法。为了解决上述问题，人们提出了多种适用于视距(LOS)和非视距(NLOS)环境本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合视距和非视距环境中基于到达时间的目标定位方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤一：设定无线传感器网络中存在一个未知的目标节点和N个已知的锚节点，并设定无线传感器网络中的视距链路和非视距链路的分布情况已知；为无线传感器网络建立一个平面坐标系作为参考坐标系，将目标节点在参考坐标系中的坐标位置记为x，将第i个锚节点在参考坐标系中的坐标位置记为s

【技术特征摘要】
1.一种混合视距和非视距环境中基于到达时间的目标定位方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：设定无线传感器网络中存在一个未知的目标节点和N个已知的锚节点，并设定无线传感器网络中的视距链路和非视距链路的分布情况已知；为无线传感器网络建立一个平面坐标系作为参考坐标系，将目标节点在参考坐标系中的坐标位置记为x，将第i个锚节点在参考坐标系中的坐标位置记为si；其中，N为正整数，N≥3，i为正整数，i的初始值为1，1≤i≤N；
步骤二：令ΩLOS表示无线传感器网络中的所有视距链路对应的锚节点的序号构成的集合，令ΩNLOS表示无线传感器网络中的所有非视距链路对应的锚节点的序号构成的集合；然后建立目标节点与每个锚节点之间的距离测量模型，如果目标节点与第i个锚节点之间为视距传播，即目标节点与第i个锚节点之间的链路为视距链路，则i∈ΩLOS，将目标节点与第i个锚节点之间的距离测量模型描述为：di＝||x-si||+ni；如果目标节点与第i个锚节点之间为非视距传播，即目标节点与第i个锚节点之间的链路为非视距链路，则i∈ΩNLOS，将目标节点与第i个锚节点之间的距离测量模型描述为：di＝||x-si||+bi+ni；其中，di表示目标节点与第i个锚节点之间的距离测量值，符号“||||”为范数符号，||x-si||表示目标节点与第i个锚节点之间的真实距离，ni表示服从均值为0且方差为σi2的高斯分布的测量噪声，bi表示目标节点与第i个锚节点之间的非视距链路中的非视距偏差，bi在[0,ρ]范围内服从均匀分布，ρ表示无线传感器网络中的非视距链路中的非视距误差最大值，在di＝||x-si||+bi+ni中bi＞＞ni且bi≤ρ；
步骤三：对针对i∈ΩLOS时的等式di＝||x-si||+ni两边进行平方，得到并对针对i∈ΩNLOS时的等式di＝||x-si||+bi+ni两边进行平方，得到然后将针对i∈ΩLOS时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李有明，王沛鑫，曾宇恩，卢志刚，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33