[发明专利]一种基于因子图的无线定位非视距信号判别方法

权利要求书

1.一种基于因子图的无线定位非视距信号判别方法，其特征在于，判别非视距信号时，除无线定位必要的基站位置信息外，不依赖于其他任何先验信息，不占用大量计算资源，在定位的同时完成非视距信号的判别，所述方法包括以下步骤：

步骤一：获取基站的先验位置信息

基站的位置是无线定位中必备的先验信息，无论是室外应用还是室内应用，都将其坐标转到导航坐标系下，统一坐标系后，记基站的位置为(xⁱ，yⁱ，zⁱ)，其中，x，y，z是基站的坐标，上标i代表基站的序号；

步骤二：构建基于因子图的定位模型

因子图是概率图的一种，包括变量节点和因子节点两种类型的节点，构建基于因子图的无线信号/惯导定位框架，具体如下：

子步骤一：构建变量节点

首先构建表示定位目标状态的变量节点X_k，主要包含k时刻定位目标的坐标数值；其次构建表示惯导误差参数状态的变量节点C_k，主要包含k时刻惯导的常值漂移及随机游走；

子步骤二：构建因子节点

首先，构建用于连接定位目标状态变量节点、惯导误差参数状态变量节点的惯导观测因子节点，代价函数为：

上式中，下标皆表示时刻，代表k时刻惯导测量值，即陀螺仪和加速度计的数据，为k+1时刻的先验状态，h()为系统状态转移函数；其次，构建用于连接惯导误差参数状态变量节点的INS偏置因子节点，其代价函数：

f_bias(C_k+1,C_k)＝d(C_k+1-g(C_k))#(2)

g()为误差状态更新函数；最后，构建无线传感器观测因子节点，其代价函数为：

其中表示k时刻无线传感器的观测量，h^WSN()表示其观测方程；

步骤三：非视距信号判别

子步骤一：计算基站与接收站的最大理论距离

记上述步骤中k时刻根据惯导观测因子节点计算的定位目标位置为通过因子图输出的协方差矩阵解算其标准差分别为位置坐标服从多维高斯分布，在坐标轴上的投影为椭球，其球心由多维高斯分布的均值向量决定，各个轴的长度及方向由多维高斯分布的协方差矩阵的特征值和特征向量决定；因位置的坐标数值均互不相关，各数值的置信区间可计算为：

s用来定义置信椭球的规模，可通过查询卡方分布表获得；则k时刻接收站对第i个基站的最大理论距离为：

表示k时刻接收站对第i个基站的最大理论距离，为此时位于置信区间中定位目标位置可能的数值；

子步骤二：根据理论距离和实际距离判别非视距

同时，记k时刻通过第i个无线传感器测得的接收站与基站的距离为通过无线传感器说明书获取其测量误差为若出现：

则认为该数据为非视距条件下获得的，将其判定为非视距信号。