[发明专利]一种基于测距的定位修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及到区域相对定位技术领域，针对基于测距的无固定参考节点定位提出了一种修正方法。

背景技术

基于测距的无参考节点定位不需要事先安放固定节点，而是根据节点分布自动选取若干合适的节点形成参考坐标系，具有系统设备少，无使用条件限制，定位精度高等特点，尤其适用于野外大量离散节点的定位以及各种突发情况下的人员、物资定位。

然而，在大量离散节点的基于测距的无参考节点定位中，目标节点的定位误差与选定的坐标系以及目标节点的位置有很大关系，在一些情况下，该定位误差可能突然增大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，针对基于测距的无参考节点定位提出了一种修正方法。

一种基于测距的定位修正方法的步骤如下：

1)在定位开始之前先通过大量实验测得测距误差的分布情况；

2)开始定位后，在每次测距过程中，根据之前测得的误差分布估算该次测得的有误差的距离值所对应的实际距离值的可能范围；

3)根据目标节点和其他若干节点之间的实际距离的可能范围进行定位，算出目标节点的实际位置的一个可能范围；

4)若该可能范围小于等于预期值，则认为此次测量定位过程在统计意义上是足够准确的，不需要继续修正，直接取该范围的中心的位置为定位结果，结束定位修正方法；若该可能范围大于预期的值，则认为此次定位的结果有很大可能不够准确，利用目标节点与其他节点的测距重复步骤3），直到得出目标的实际位置的3组可能范围；

5)由各个可能范围的公共部分估算出实际位置的可能范围，认为该可能范围的中心为目标节点的修正后位置。

所述的步骤2)具体为：a)由事先实验可知，在一定距离内，本发明所用测距方法的测距误差可以认为是落在区间[-Δ,Δ]之间的随机数，与实际距离无关，故有误差的距离测量值x所对应的实际距离的可能范围为[x-Δ,x+Δ]；

所述的步骤3）包括以下步骤：

b)设由不共线节点A、B、C构成坐标系，其中，A为坐标原点，B为x轴正半轴上一点，C点所在位置认为是该坐标系的x轴上方。三点间的互相距离AB、BC、AC已测得。

c)记目标节点为D，到A、B、C三点的距离测量值分别是AD、BD、CD，若不考虑A、B、C三点间的测距误差，仅考虑D点到其他节点的测距误差，则当AB、AD各自分别取到最大值和最小值时定位误差最大，且可能的真实位置分布在一个变形的菱形区间内，设四个顶点分别为(x_min,y₁)(x₁,y_min)(x_max,y₂)(x₂,y_max)。为了计算方便，可用一个大一些的矩形代替该菱形，其四边分别为x=x_min、x=x_max、y=y_min和y=y_max，此四个值分别在(AD,BD)取(AD-Δ,BD+Δ)、(AD+Δ,BD-Δ)、(AD-Δ,BD-Δ)以及(AD+Δ,BD+Δ)时取得。

所述的步骤4)具体为：若该可能范围大于预期值，利用目标节点与其他节点的测距重复步骤3），如步骤b）中所设，测得DA、DB、DC，其中任意两个均可得出步骤c)中的矩形，记DA、DB所得矩形为S1，记DB、DC所得矩形为S2，记DC、DA所得矩形为S3。

所述的步骤5)具体为：若可能范围S1、S2、S3有公共部分，则认为该公共部分的中心为目标节点的修正后位置，若其中有两个可能范围不相交，不妨设为S1、S2，则取S1、S2之间的部分为其公共部分，然后根据此公共部分与S3的公共部分的中心为目标节点的修正后位置。

本发明具有运算量增加不大，不需要进行额外的测距，修正后定位精度高的特点。

附图说明

图1是选择参考坐标以及确定目标节点实际位置的可能范围的示意图。

图2是由三个可能范围得到一个更小的可能范围的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。本发明方法的步骤如下：

1)在定位开始之前先通过大量实验测得测距误差的分布情况；

2)开始定位后，在每次测距过程中，根据之前测得的误差分布估算该次测得的有误差的距离值所对应的实际距离值的可能范围；