[发明专利]一种利用位置未知的节点降低测距定位误差的方法

摘要

本发明属于电子信息技术领域，尤其涉及一种利用位置未知的节点之间的距离测量以及位置未知的节点与参考节点之间的距离测量、与移动节点之间的距离测量降低仅利用参考节点与移动节点之间的距离测量对移动节点进行定位时的定位误差的方法。本发明针对现有技术中测距定位方法的定位精准度会受到已知位置的参考节点的个数制约，利用位置未知的节点之间的距离测量以及位置未知的节点与参考节点之间的距离测量、与移动节点之间的距离测量降低仅利用参考节点与移动节点之间的距离测量对移动节点进行定位时的定位误差。

主权项

1.一种利用位置未知的节点降低测距定位误差的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、确定定位的维数D、参考节点的个数M、第m个参考节点的位置坐标(a_1m,…,a_Dm)，位置未知的节点个数K，由参考节点的位置坐标确定参考节点之间的距离并将能进行距离测量的无线电测距模块配置给每个参考节点、每个位置未知的节点和移动节点，其中，D≥2且D为整数，m＝1,2,…,M，n＝1,2,…,M；S2、利用参考节点和位置未知的节点上的无线电测距模块进行距离测量，确定参考节点与位置未知的节点之间的距离rmk；利用参考节点和移动节点上的无线电测距模块进行距离测量，确定参考节点与移动节点之间的距离gm；利用位置未知的节点和移动节点上的无线电测距模块进行距离测量，确定位置未知的节点与移动节点之间的距离hk；利用位置未知的节点上的无线电测距模块进行距离测量，确定位置未知的节点之间的距离fki；其中，m＝1,2,…,M，k＝1,2,…,K，i＝1,2,…,K；S3、利用距离测量确定距离矩阵对所述距离矩阵Q进行特征值分解，得到Q＝UΛ_uU^T+VΛ_vV^T，由M+K‑D个小特征值对应的特征向量确定正交子空间矩阵，其中，矩阵Q₁的第(m,n)个元素为矩阵Q₂的第(m,k)个元素为矩阵Q₃的第(k,m)个元素为矩阵Q₄的第(k,i)个元素为[]^T表示矩阵转置，Λ_u＝diag(λ₁,…,λ_D)是以λ₁,…,λ_D为对角元素的对角矩阵，λ₁,…,λ_D为距离矩阵Q的前D个大特征值，U为前D个大特征值对应的特征向量u₁,…,u_D构成的子空间矩阵，Λ_v＝diag(λ_D+1,λ_D+2,…,λ_M+K)是以其余的M+K‑D个特征值为对角元素的对角矩阵，V为由其余的M+K‑D个特征值对应的特征向量u_D+1,u_D+2,…,u_M+K‑D构成的正交子空间矩阵，M+K‑D个小特征值对应的特征向量确定正交子空间矩阵V＝[u_D+1,u_D+2,…,u_M+K‑D]；S4、按照参考节点、位置未知的节点顺序对正交子空间矩阵V进行分块，确定系数矩阵和测量向量s_p＝V₁^Ta_p，其中，向量e_K为K维元素全为1的向量，e_M+K为M+K维元素全为1的向量，向量a_p＝[a_q1,a_q2,…,a_qM]^T，p＝1,…,D；S5、利用系数矩阵和测量向量确定移动节点的位置坐标其中，y_p的第一个元素为移动节点的位置的第p维坐标，是矩阵F的广义逆，p＝1,…,D。