[发明专利]一种基于到达角度AOA测距的定位方法及装置

权利要求书

1.一种基于到达角度AOA测距的定位方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤A，通过全球卫星导航系统获取待定位节点的预估坐标，通过罗盘获取天线阵列的预估方向角及通过天线阵列获取到达角度AOA；

步骤B，基于预估坐标、预估方向角及所述AOA，通过相位近似消息传递POG-AMP定位器的一次迭代进行位置估计，确定估计坐标；

步骤C，基于所述AOA，获得所述估计坐标的均值及所述估计坐标的方差，并通过最大期望算法EM估计所述待定位节点的天线阵列的方向角，作为估计方向角；

步骤D，判断所述估计坐标是否达到收敛条件；

步骤E，如果所述估计坐标未达到收敛条件，则使用所述估计坐标更新预估坐标以及使用所述估计方向角更新预估方向角，并继续返回执行步骤B、步骤C和步骤D，直至所述估计坐标达到所述收敛条件，将最后一次重新确定的所述估计坐标及所述估计方向角，作为所述待定位节点的坐标及方向角；

其中，所述基于所述AOA，获得所述估计坐标的均值及所述估计坐标的方差，并通过最大期望算法EM估计所述待定位节点的天线阵列的方向角，作为估计方向角，包括：

利用所述AOA预估方向角以及预估坐标，通过POG-AMP定位器的一次迭代，确定所述估计坐标的均值及所述估计坐标的方差；以及

利用所述估计坐标的均值及所述估计坐标的方差，获得所述估计坐标的概率分布；

通过所述EM，利用所述POG-AMP定位器获得的所述估计坐标的概率分布，最大化所述估计坐标与到达角度AOA之间的函数关系，以估计所述待定位节点的天线阵列的方向角，作为估计方向角；

所述通过所述EM，利用所述POG-AMP定位器获得的所述估计坐标的概率分布，最大化所述估计坐标与到达角度AOA之间的函数关系，并估计所述待定位节点的天线阵列的方向角，作为估计方向角：

通过公式，

估计所述待定位节点的天线阵列的方向角，作为估计方向角；

其中，表示第t+1次迭代的第n个待定位节点的估计方向角，n表示第n个待定位节点，t+1表示第t+1次迭代，m表示第n个待定位节点的邻居节点，表示第n个待定位节点的邻居待定位节点和参考节点的集合，p_Θ|ΔS表示坐标值相减结果已知情况下AOA的概率密度，Θ|ΔS表示θ_nm|Δs_nm的大写表示，Θ是θ_nm的大写表示，ΔS是Δs_nm的大写表示，θ_nm表示第n个待定位节点测量第m个节点广播的AOA，θ_nm|Δs_nm表示Δs_nm已知情况下的θ_nm，Δs_nm表示第m个节点与第n个待定位节点坐标组成的复数相减的结果，φ_n表示第n个待定位节点的天线阵列的方向角，N_n表示第n个待定位节点的邻居待定位节点的集合，A_n表示第n个待定位节点的邻居参考节点的集合，Δs_nm|θ_nm表示θ_nm已知情况下的Δs_nm，表示第t次迭代的第n个待定位节点的估计方向角。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预估坐标、预估方向角及所述AOA，通过相位近似消息传递POG-AMP定位器的一次迭代进行位置估计，确定估计坐标，包括：

从待定位节点和参考节点之间，或者待定位节点之间测量得到的量化2π周期的AOA；

通过预估坐标、预估方向角及所述量化2π周期的AOA对应的量化测距所在区间，确定量化2π周期的AOA的概率密度；

利用所述量化2π周期的AOA的概率密度，通过所述POG-AMP定位器确定估计坐标。