[发明专利]一种用于救援的传感网络抗失效定位切换控制方法及系统

权利要求书

1.一种用于救援的传感网络抗失效定位切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、构建用于灾变环境下待定位区域的用于救援的传感网络，包括无线传感器单元、惯性传感器单元，无线传感器单元包括：安装在待定位区域的多个无线锚节点和安装在各待定位目标上的无线移动节点；惯性传感器单元包括安装在各待定位目标上的惯性传感器；

步骤2、定位解算单元根据无线传感器单元的输出进行无线定位解算，得到无线定位法测量的待定位目标的位置参量L_wsn；同时定位解算单元根据惯性传感器单元的输出进行惯性参量解算，得到惯性定位法测量的待定位目标的位置参量L_sins；

步骤3、组合定位单元判断无线传感器单元和惯性传感器单元是否失效，并进行不同传感器单元失效下救援传感网抗失效切换控制，实现对灾变环境下待定位目标的稳定定位；

所述步骤3的具体操作如下：

A：当无线传感器单元和惯性传感器单元均有效时，得到无线定位法测量的待定位目标的位置参量L_wsn和惯性定位法测量的待定位目标的位置参量L_sins，对两种定位方法输出结果进行时空对齐，设置无线传感器单元位置与惯性传感器单元位置信任权值，通过融合计算得到待定位目标的位置L_sins/wsn；

B：当无线传感器单元失效时，即在单位时间Δt_wsn内由无线定位法测量得到的待定位目标的位置变化量ΔL_wsn超过阈值σ时，利用由惯性定位法在单位时间内测量的待定位目标的位置变化量ΔL_sins对由无线定位法测量的待定位目标的位置变化量ΔL_wsn进行校正，然后对校正后的无线传感器单元得到的待定位目标的位置参量L_wsn和惯性传感器单元得到的待定位目标的位置参量L_sins进行时空对齐，设置无线传感器单元位置与惯性传感器单元位置信任权值，通过融合计算得到待定位目标的位置L_sins/wsn；

C：当惯性传感器单元失效时，即惯性传感器单元的长航时运行时间△t_sins大于阈值τ，将救援传感网组合精确定位结果L_sins/wsn作为惯性传感器单元的初始位置，消除其累计位置误差，惯性传感器在更新的位置上进行高速积分运算，然后对无线传感器单元得到的待定位目标的位置参量L_wsn和校正后的惯性传感器单元得到的待定位目标的位置参量L_sins进行时空对齐，设置无线传感器单元位置与惯性传感器单元位置信任权值，通过融合计算得到待定位目标的位置L_sins/wsn；

D：当无线传感器单元和惯性传感器单元均失效时，即在单位时间△t_wsn内由无线定位法测量的待定位目标的位置变化量△L_wsn超过阈值σ，且惯性传感器单元的长航时运行时间△t_sins大于阈值τ，无法采用救援传感网对待定位目标进行精确定位，通过惯性传感器中加速度模块输出来判断待定位目标的行走状态，具体为：

在加速度模块检测出待定位目标运动时，基于待定位目标的行走步长f_l和步频f_f对待定位目标进行位置估算。

2.根据权利要求1所述的一种用于救援的传感网络抗失效定位切换控制方法，其特征在于：所述步骤2中的惯性传感器单元中的各惯性传感器均包括三轴陀螺仪和三轴加速度计，三轴陀螺仪测量出角速度，进而求得姿态参数，最后由各姿态参数构成姿态矩阵，三轴加速度计获得比力信息，结合待定位目标初始速度、初始位置、初始姿态参数，通过对它们进行高速积分获得待定位目标的实时速度和位置参量L_sins。

3.根据权利要求1所述的一种用于救援的传感网络抗失效定位切换控制方法，其特征在于：所述步骤2中无线传感器单元通过检测无线节点间信号到达时间，结合到达角度检测获得无线锚节点与无线移动节点间的到达时间差和到达角度；并对无线信源不依赖于信道模型进行非可视环境的鉴别，采用局部子空间误差建模与补偿方法对含噪测距误差进行修正，获得待定位目标的无线位置参量L_wsn。