非视距条件下信号传播损耗未知的水面传感网定位方法技术

本发明专利技术涉及非视距条件下信号传播损耗未知的水面传感网定位方法,包括构建非视距条件下距离约束的无线电接收信号强度测距模型，并根据所述测距模型构建联合估计优化函数；基于所述优化函数改进二进制斩波法，并联合估计所述路径损耗因子及所述目标位置；根据估计得到的所述目标位置，重塑所述优化函数，并对所述目标位置进行再优化，获取优化后的目标位置,完成非视距条件下的水面传感网定位。本发明专利技术能够适应于高动态的水面环境，解决海洋中水面无线电信号传播过程中因路径损耗因子未知及非视距影响而引起定位误差增大的问题。视距影响而引起定位误差增大的问题。视距影响而引起定位误差增大的问题。

【技术实现步骤摘要】
非视距条件下信号传播损耗未知的水面传感网定位方法


[0001]本专利技术涉及海洋无线传感网目标节点定位
，特别是涉及非视距条件下信号传播损耗未知的水面传感网定位方法。

技术介绍

[0002]水面无线传感器网络(简称水面传感网，Surface Sensor Networks,SSNs)是海洋立体监测网的重要组成部分，它能够为智能船舶的安全航行提供多元的环境态势感知信息，是避免海域内船舶发生事故的有效技术手段。在SSNs中，通常感知信息数据携带有位置信息时，该数据才能够被视为有效信息。因此，获取较为精确的目标位置，俗称定位，被认为是海洋监测应用的根本需求。
[0003]然而，在海洋环境中，特别是在水面，来往船只往往会导致海上信号产生遮蔽，进而使得信号在非视距条件下传播，再加上信号在空气中的路径损耗受到海面的温度、湿度等影响而出现时变的现象，加剧了SSNs定位的难度，同时增大了定位的误差。现有存在的定位技术针对上述问题没有很好的解决方案，无法在非视距条件且信号传播损耗未知情况下获取较高的定位精度。
专利技术内容
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.非视距条件下信号传播损耗未知的水面传感网定位方法，其特征在于，包括：构建非视距条件下距离约束的无线电接收信号强度测距模型，并根据所述测距模型构建联合估计优化函数；基于所述优化函数改进二进制斩波法，并联合估计路径损耗因子及目标位置；根据估计得到的所述目标位置，重塑所述优化函数，并对所述目标位置进行再优化，获取优化后的目标位置,完成非视距条件下的水面传感网定位。2.根据权利要求1所述的非视距条件下信号传播损耗未知的水面传感网定位方法，其特征在于，构建所述非视距条件下距离约束的无线电接收信号强度测距模型包括：在待定位海域水面设置锚节点，采集所述锚节点的运动受约束信息；基于所述运动受约束信息结合信号传播的路径损耗模型、信号传播非视距影响因素，构建所述非视距条件下距离约束的无线电接收信号强度测距模型。3.根据权利要求2所述的非视距条件下信号传播损耗未知的水面传感网定位方法，其特征在于，构建所述测距模型为：征在于，构建所述测距模型为：其中，表示第i个锚节点在t时刻收到的目标节点的功率；表示目标节点在t时刻的发射功率；PL(d0)表示参考距离为d0时的损失值，d0表示参考距离，通常为1m；α
t
表示路径损耗因子；为第i个锚节点与目标节点间的距离；表示对应的信号衰减噪声；表示由于水面船只活动导致信号传播过程中的非视距噪声。4.根据权利要求2所述的非视距条件下信号传播损耗未知的水面传感网定位方法，其特征在于，所述锚节点的运动受约束信息包括：在监控海域水面部署N个所述锚节点以及1个目标节点，将所述锚节点在水面上的运动约束在以为半径的圆内，其中，L为锚链长度，Dep为水深；t时刻第i个锚节点的位置为所述目标节点t时刻的位置为其中，T表示转置。5.根据权利要求1所述的非视距条件下信号传播损耗未知的水面传感网定位方法，其特征在于，构建所述联合估计优化函数包括：对所述测距模型进行线性化，构建以路径损耗因子及目标位置为变量的联合估计优化函数：函数：其中，k
i
为关于接收信号强度与引入参数v之间的函数表达式，表示为ω
i
为对应的权重信息，表示为δ为引入参数与路
径损耗因子间的函数表达式，可表示为δ＝(α
t

【专利技术属性】
技术研发人员：梅骁峻，吴华锋，韩德志，黎梦真，陈信强，鲜江峰，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：