一种基于多维标度法的到达时间差离群值检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于多维标度法的到达时间差离群值检测方法，包括：离线采集阶段，在信号源尚未发送信号之前，根据已知的传感器位置坐标、到达时间差测量值高斯噪声方差和信号传播速度，计算得到所有传感器组的标量乘积矩阵特定特征值平方和的经验概率分布函数，所述标量乘积矩阵基于多维标度法构造；在线检测阶段，当信号源发出发送信号时，测量所有传感器两两之间的到达时间差测量值，利用所述经验概率分布函数，通过假设检验的方法，检测出到达时间差测量值中的离群值。与现有技术相比，本发明专利技术具有适用范围广、检测准确度高等优点。检测准确度高等优点。检测准确度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多维标度法的到达时间差离群值检测方法


[0001]本专利技术涉及信息技术中的无线网络和移动计算领域，尤其是涉及一种基于多维标度法(Multidimensional Scaling,MDS)的到达时间差(Time
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Difference
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Of
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Arrival,TDOA)离群值(outlier)检测方法。

技术介绍

[0002]在雷达、声纳、移动通信、多媒体、无线传感器网络等应用领域中，常常需要测量到达时间差信息，用以进行下一步的处理(例如定位、校正、同步等)。所谓到达时间差是指，由信号源发出信号，由分布在空间中、位置已知、而且时间相互同步的传感器接收该信号，并测量信号源所发出的信号到达某一个传感器的时间与到达另一个传感器的时间之差，即到达时间差。由于存在干扰信号源、多径传播等因素，使得所测量到的到达时间差信息有时候会出现离群值(outlier)。所谓离群值是指，测量值的测量误差的幅度比正常高斯白噪声测量误差的幅度要大得多，这样的测量值称为离群值。对于离群值，必须采取合适的方法予以检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多维标度法的到达时间差离群值检测方法，其特征在于，包括：离线采集阶段，在信号源尚未发送信号之前，根据已知的传感器位置坐标、到达时间差测量值高斯噪声方差和信号传播速度，计算得到所有传感器组的标量乘积矩阵特定特征值平方和的经验概率分布函数，所述标量乘积矩阵基于多维标度法构造；在线检测阶段，当信号源发出发送信号时，测量所有传感器两两之间的到达时间差测量值，利用所述经验概率分布函数，通过假设检验的方法，检测出到达时间差测量值中的离群值。2.根据权利要求1所述的基于多维标度法的到达时间差离群值检测方法，其特征在于，所述离线采集阶段具体包括：构建传感器组，各传感器组中以一个传感器作为参考传感器，假设信号源的位置是传感器组的几何中心；随机生成符合已知高斯分布的到达时间差测量值的测量误差，求出相应的到达时间差测量值，按照多维标度法构造标量乘积矩阵；计算所述标量乘积矩阵的特定特征值的平方和，得到该标量乘积矩阵的特定特征值平方和的经验概率分布函数。3.根据权利要求1所述的基于多维标度法的到达时间差离群值检测方法，其特征在于，所述在线检测阶段具体包括以下步骤：获取在线测量的信号源到达两两传感器的到达时间差测量值，将所有传感器构成的传感器集合记为将以传感器m作为第一传感器、以传感器n作为第二传感器所构成的传感器对记为所有传感器对所构成的传感器对集合记为构建所有可能的传感器组，所有传感器组所构成的传感器组集合记为从传感器对集合中选定某一个传感器对从传感器组集合中选出传感器组子集合该传感器组子集合中的各传感器组中都包含传感器m和传感器s，而且都以传感器s作为参考传感器，表示为其中，表示若干个传感器构成的传感器子集合，意味着传感器子集合包含传感器m在内；针对传感器组子集合中的每一个传感器组基于所述到达时间差测量值，按照多维标度法构造标量乘积矩阵，以该标量乘积矩阵的特定特征值的平方和作为统计量，对照所述经验概率分布函数，计算传感器组的到达时间差测量值中不含有离群值的概率值；在获得传感器组子集合中的所有传感器组的所述概率值后，对所有概率值进行校正，并计算校正后的概率值中的最小值以及未校正概率值的组合值，这两个值分别称为传感器对所对应的概率最小值和概率组合值；在针对传感器对集合中的每一个传感器对都计算出它所对应的概率最小值和概率组合值之后，利用所有传感器对所对应的所有概率最小值，判断剩余的到达时间差测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋武扬，崔颖，丁宝钢，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：