[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

说明书

技术领域

本发明涉及无线定位技术。

背景技术

实际无线通信环境中，由于噪声、环境和测量误差等不良因素的影响，引起通信距离估计具有较大的误差，导致三边测量定位计算的结果具有很强的不确定性，给定位结果在导航等后续应用处理方法提出了挑战。本发明针对上述问题，对三边测量定位计算过程中的不确定性的因素进行敏感性分析，分析出导致不确定性的主要因素及其对定位计算结果的影响程度，并对定位计算结果的不确定性进行评估，为改善无线定位精度方法提供指导。

发明内容

本发明的目的是为了解决三边测量定位计算过程中的不确定性敏感性分析和不确定性综合问题，提供一种基于三边测量定位计算的不确定性分析方法。

本发明所述的一种基于三边测量定位计算的不确定性分析方法包括以下步骤：

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：

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：

其中为正整数，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)；

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。

附图说明

图1为一种基于三边测量定位计算的不确定性分析方法的流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于三边测量定位计算的不确定性分析方法括以下步骤：