[发明专利]一种基于三边测量定位计算的不确定性分析方法

权利要求书

1.一种基于三边测量定位计算的不确定性分析方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

步骤一、系统中有4个无线传感器节点，分别为3个定位的锚节点和1个未知节点，它们都具有nanoLoc无线射频收发器，并可以采用双边对等方法测量得到任意两个节点间的距离估计值；

步骤二、系统中各个节点进行初始化，未知节点首先建立无线网络，并等待其它节点申请加入网络；

步骤三、3个锚节点初始化成功后，分别采用射频收发器扫描发现未知节点建立的无线网络，并通过射频收发器发送网络加入请求数据包，并成功加入该无线网络，如果加入网络成功，则执行步骤四，否则，执行步骤三；

步骤四、未知节点通过其无线射频收发器广播定位请求数据包，第i个锚节点收到定位请求数据包后，采用双边对等测距方法，通过与未知节点间的4J次数据包交互，获得第i个锚节点与未知节点间的距离d_i的J次测量值：{d_i1,d_i2,d_i3,…,d_ij,…,d_iJ}，并进行统计计算，将测量值的统计均值d_i_u作为距离d_i估计结果，将测量值的统计标准差d_i_σ作为距离d_i估计结果的不确定性，其中i为正整数，且1≤i≤3，设定i的初始值为1，j为正整数，且1≤j≤J，J为用户设定的正整数，且50≤J≤150，本发明专利中，J取值100；

步骤五、i＝i+1，判断i的值是否大于3，若是，则执行步骤六，否则执行步骤四；

步骤六、系统获得了未知节点与三个锚节点间的距离估计结果{d₁_u,d₂_u,d₃_u}，以及它们对应的不确定度{d₁_σ,d₂_σ,d₃_σ}，并结合三个锚节点的坐标：(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，(x₃，y₃)，则未知节点的坐标(x，y)按公式(1)进行计算：

xy=2(x1-x3)2(y1-y3)2(x2-x3)2(y2-y3)-1x12-x32+y12-y32+(d3_u)2-(d1_u)2x22-x32+y22-y32+(d3_u)2-(d2_u)2=A-1B---(1)]]>

其中

步骤七、定位计算结果(x，y)的不确定性(x_σ,y_σ)按公式(2)进行计算：

x_σy_σ=Σi=13[(∂(A-1B)∂xixi_σ)2+(∂(A-1B)∂yiyi_σ)2+(∂(A-1B)∂(di_u)di_σ)2]---(2)]]>

其中i为正整数，且1≤i≤3，和分别为敏感因子，分别表示定位因素x_i、y_i和d_i_u对定位结果的影响程度大小，其数值越大，表明影响程度越大，可识别出对定位影响较大的因素，为改善定位精度方法提供重要参考信息，x_i_σ和y_i_σ分别为第i个锚节点横坐标和纵坐标的标准差，由于本发明中，设定锚节点的位置是精确值，因此x_i_σ＝0，y_i_σ＝0，其中i为正整数，且1≤i≤3，因此，公式(2)可简化为公式(3)；

x_σy_σ=Σi=13(∂(A-1B)∂(di_u)di_σ)2---(3)]]> 1

步骤八、判断定位计算任务是否完成，如果是，执行步骤九，否则，在下一个定位点上，执行步骤四；

步骤九、结束三边测量定位及其不确定性分析任务。