[发明专利]无线定位系统中最佳基站布设方法

权利要求书

1.一种无线定位系统中最佳基站布设方法，其特征在于，所述方法包括步骤如下：

步骤1：建立基于多个目标函数的基站布设最优化模型；

步骤2：不同轨迹段对精度要求的不同，给每一段轨迹预定义一个优先级参数，根据优先级参数，在约束条件下，各个轨迹对应的目标函数按照不同优先级参数逐层最优化，将上述基于多目标的基站布设最优化模型进一步转化为基于字典分层规划LSP的基站布设最优化模型；

步骤3：运用宽容完全分层序列法和网格搜索法求出最优解，从而得到最佳基站布设；

步骤4：对基站布设结果进行分析比较，建立无线传感器定位系统基站布设的评价体系；

所述步骤2包括：移动台在L个轨迹中有k种不同的定位精度要求，则L个目标函数根据不同的定位精度要求，能够划分为：

其中表示在第α种定位精度要求下的第λ个轨迹的平均几何精度因子；L_i表示第i种定位精度要求的轨迹个数，并且L₁+L₂+...+L_k＝L；

于是在步骤1建立的多目标优化模型基础上，基站布设问题可以转化为分层多目标优化问题表示为：

其中，(X,Y)和D分别表示决策变量和可行域；P_s s＝1，2…k是优先层次的符号，表示后面括号中的目标函数属于第s优先层次，并且满足P_s＞＞P_s+1,s＝1,…k,符号“>>”表示第s优先层次优先于第s+1优先层次，是定性概念，并非数量关系,符号“L-min”表示按字典序极小化，即依次按P₁,…P_k的顺序逐层地先后极小化，…

2.根据权利要求1所述的一种无线定位系统中最佳基站布设方法，其特征在于，步骤1所述的建立基于含有多个目标函数的基站布设最优化模型包括：

步骤1-1：用(x_i,y_i)表示第i个基站的坐标位置，其中i＝1,2,… ,n，n为需要布设的基站个数，最优化模型的决策变量(X,Y)表示为：

步骤1-2：预定义移动台在每段轨迹上接收到N个基站信号，从而得出最优化模型的可行域D(X,Y)：

其中，(a_m,b_m)表示移动台的第m个坐标位置，M表示移动台在定位区域内的位置总数，R为基站的覆盖半径，N为基站总数；

步骤1-3：用f_j(x₁,y₁,x₂,y₂,...,x_n,y_n)表示移动台位置点在第j段轨迹上的平均几何精度因子，其中j＝1,2,… ,L，L表示轨迹个数，将平均几何精度因子作为标准来构建最优化模型的目标函数G(X,Y)，即：

因此，建立多个目标函数的最优化模型

3.根据权利要求1所述的一种无线定位系统中最佳基站布设方法，其特征在于，步骤3所述的运用宽容完全分层序列法和网格搜索法求出最优解过程,

步骤3包括：

步骤3-1：确定初始可行域；

D¹(X,Y)＝D(X,Y),s＝1

其中s表示第s个优先层次

步骤3-2：在同一优先层中，通过线性加权和法将F_s(X,Y)转化为单目标最优化函数，因此分层多目标LSP模型中不同优先层的单目标最优化函数Q_s(X,Y)定义为：

其中w_i(i＝1,...L_s)为目标函数f_i^s(X,Y)的权重；

步骤3-3：按字典顺序极小化；

利用网格搜索法可求得目标函数Q_s(X^s,Y^s)的最优解(X^s,Y^s)和最优值；

步骤3-4：检验分层数；

当s＝k时，输出(X,Y)＝(X^s,Y^s)，当s<k时，转步骤3-5

步骤3-5：加以宽容，建立下一层次的可行域

D^s+1＝{(X,Y)∈D^s|Q_s(X,Y)≤Q_s(X^s,Y^s)+δ_k}

其中δ_k是宽容因子；

令s＝s+1，转步骤3-3。