【技术实现步骤摘要】
一种基于消息近似的分布式无线协作定位方法
[0001]本专利技术涉及通信与网络
，具体是一种基于消息近似的分布式无线协作定位方法。
技术介绍
[0002]精准的位置信息对于很多现代的民用和军事应用都是非常重要的，比如基于位置的服务、应急救援、车联网、自动驾驶车辆以及群体感知等。这些服务也是未来物联网(Internet of Things,IoT)、智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)以及5G通信等领域的重要发展方向。
[0003]在大部分室外环境中，很多定位应用得益于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)精度为米级的定位技术。然而，由于卫星信号的射频穿透能力较弱，在室内、城市峡谷、森林覆盖、隧道以及战场等GNSS拒止的环境下，卫星信号容易受到干扰或者阻断，导致基于GNSS的定位方式和定位精度下降甚至定位失败。
[0004]基于无线网络的定位系统因为结构灵活、易于设置，已经成为恶劣环境下的重要...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于消息近似的分布式无线协作定位方法，其特征在于，具体步骤如下：首先，搭建包括若干待定位节点和若干锚节点的分布式无线协作定位装置；各待定位节点分别广播发送协作定位请求，将各自通信范围内返回响应的待定位节点以及锚节点为协作定位节点，保存到各自的协作列表存储；然后、针对每个待定位节点，分别向各自协作列表中的每个节点发送测距请求，列表中的各节点返回自身位置的先验信息、接收到测距请求的时刻以及发送测距响应消息的时刻并存储；在任意时刻t，每个待定位节点基于各自列表中存储的协作定位节点，对包含自身以及各自协作定位节点的位置随机向量的联合后验概率进行因子分解；并根据因子分解的结果，构造各待定位节点的局部时间
‑
空间因子图；最后、对于各待定位节点，利用拓展卡尔曼滤波的预测算法对本时刻节点状态的初始概率分布进行预测，使用经过无迹变换处理的邻居节点的消息获取本时刻节点状态的后验概率分布，并使用拓展卡尔曼滤波的更新算法对节点状态的后验概率分布进行更新，分别估计各待定位节点在本时刻的位置，实现分布式无线协作定位。2.如权利要求1所述的一种基于消息近似的分布式无线协作定位方法，其特征在于，所述的分布式无线协作定位装置中，各待定位节点按任意拓扑分布于空间区域内，组成一个ad hoc网络。3.如权利要求1所述的一种基于消息近似的分布式无线协作定位方法，其特征在于，所述的列表中存储的节点包括已知实际位置的锚节点与未知实际位置的其余待定位节点。4.如权利要求1所述的一种基于消息近似的分布式无线协作定位方法，其特征在于，所述的因子分解满足：其中表示节点i及其协作定位节点在时刻t的位置随机向量；Z
t
表示时刻t，节点i以及其所有协作节点对自身、以及上述节点之间互相观测的位置随机向量的观测值构成的矩阵；Z
t
由和组成，其中表示时刻t,节点i以及其所有协作节点对自身位置随机向量的观测值构成的矩阵；表示时刻t节点i以及其所有协作节点之间互相观测的位置随机向量的观测值构成的矩阵。5.如权利要求1所述的一种基于消息近似的分布式无线协作定位方法，其特征在于，所述的局部时间
‑
空间因子图具体为：针对各待定位节点，当前待定位节点i对协作节点的观测似然函数，构成一个因子；每个节点在时刻t的位置先验分布，构成一个因子；其余待定位节点对该节点i的观测似然函数，构成一个因子；对于每一个因子，在因子图上用一个因子节点表示；每个节点在每个时刻的位置，都作为一个随机向量，在因子图上用一条边表示；如果随机变量出现在因子中，将对应于随机变量的边与对应于因子的因子节点相连接；对于出现在多于两个因子中的随机变量，构造一个等号节点，连接该等号节点的每条边上的随机变量是相同的。6.如权利要求1所述的一种基于消息近似的分布式无线协作定位方法，其特征在于，所
述的利用拓展卡尔曼滤波预测并更新节点状态的后验概率分布，估计各待定位节点在本时刻的位置，实现分布式无线协作定位具体过程为：步骤601、针对待定位节点i，计算单元建立自身的运动模型以及观测模型；待定位节点i在时刻t的运动模型为：其中表示待定位节点i在时刻t的状态信息，包括节点的位置随机向量以及速度随机向量；表示待定位节点i在时刻t的位置，表示待定位节点i在时刻t的速度；F表示待定位节点i的状态转移矩阵；B为待定位节点i的输入控制矩阵；表示待定位节点i的控制向量；表示过程噪声，服从均值为0，协方差为的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨少石，曹越，冯志勇，张涛，万桂斌，曾值，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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