[发明专利]基于转化TOA模型的针对TDOA定位的传感器选择方法

说明书

本发明公开了一种基于转化TOA模型的针对TDOA定位的传感器选择方法，其设定从接收传感器中选择作为参照传感器和非参照传感器的个数，根据TDOA测量模型与测量信号发射时间未知的TOA测量模型对于同一个目标源的克拉美‑罗界之间的转化关系，进行问题转化，基于TOA测量模型，建立目标源在参考坐标系中的坐标位置的克拉美‑罗界与接收传感器的状态之间的关系，进而建立在该测量模型下的传感器选择问题；将传感器选择问题转化为一个半正定规划问题；求解半正定规划问题，再通过半正定规划的解确定参照传感器和非参照传感器；优点是通过问题的转化，避免了在问题中引入参照传感器而带来的变量数增多，又对问题进行了化简，降低了运算复杂度，提高了鲁棒性。

技术领域

本发明涉及一种传感器选择方法，尤其是涉及一种无线传感器网络中基于转化TOA(到达时间)模型的针对TDOA(到达时间差)定位的传感器选择方法。

背景技术

目标定位是无线传感器网络中一项十分重要的技术。

在一个大型的无线传感器网络中，由于传感器自身以及外界条件的限制，使得在目标定位过程中，使用无线传感器网络中所有的传感器对目标进行定位在大多数情况下是不可取的，因此，人们考虑在目标定位之前，先对无线传感器网络中的传感器进行筛选，选择出部分满足定位精度或能耗要求的传感器，将其用于目标定位，该过程即为传感器选择。

在基于到达时间差(TDOA)测量模型的目标定位中，由于参照传感器的存在，使得针对该测量模型设计的传感器选择方法通常需要引入两个向量变量来分别表示参照传感器与非参照传感器的选择情况，因此，极大地增加了传感器选择方法中变量的数量，增加了问题求解的难度，使得该类传感器选择方法在运算复杂度和鲁棒性等方面达不到令人满意的结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于转化TOA模型的针对TDOA定位的传感器选择方法，其通过问题的转化，将所有接收传感器均视为普通传感器，消除了在原TDOA测量模型中引入参照传感器对设计传感器选择方法所带来的不便，从而降低了运算复杂度并提高了鲁棒性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于转化TOA模型的针对TDOA定位的传感器选择方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：在无线传感器网络中建立一个平面坐标系或空间坐标系作为参考坐标系；设定无线传感器网络中存在一个用于发射测量信号的目标源和N个用于接收测量信号的接收传感器，将目标源在参考坐标系中的坐标位置记为u，将N个接收传感器在参考坐标系中的坐标位置的真实值对应记为s₁,...,s_N；其中，N＞1，s₁表示第1个接收传感器在参考坐标系中的坐标位置的真实值，s_N表示第N个接收传感器在参考坐标系中的坐标位置的真实值；