[发明专利]一种应用联邦H∞滤波器实现组合导航精确定位的方法及系统

摘要

本发明涉及一种应用联邦H∞滤波器实现组合导航精确定位的方法及系统，将无线传感器网络中的参考节点分簇，判断未知节点在哪一个簇的覆盖范围内，根据获得的能够覆盖的簇的个数选择定位方式，多簇融合定位是在覆盖BN节点的每个簇中，INS和WSN分别测量该簇内RN节点与BN节点之间的距离，将距离信息输入该簇的局部滤波器处理，对每簇中INS测量的BN的位置误差和速度误差进行预估；对每簇的局部滤波器得到的数据进行数据融合，得到系统中INS测量的位置误差和速度误差最优预估值，将INS本身测出的导航信息与最优预估值作差，得出导航信息。这种方法充分利用了未知节点的环境信息，实现了相对导航信息与绝对导航信息的融合。

主权项

一种应用联邦H∞滤波器实现组合导航精确定位的方法，其特征是，包括步骤如下：(1)将WSN网络中的参考节点分簇：在WSN中，将自身位置已知的节点定义为参考节点RN，将自身位置未知的节点定义为未知节点BN，将在一定区域内的RN节点归为一簇，每簇中随机选择一个节点做为本簇的簇首节点，负责采集本簇中所有RN节点采集到的数据，并负责将这些信息与其他簇进行数据交换；(2)判断BN节点在哪一个簇的覆盖范围内，根据获得的能够覆盖的簇的个数选择定位方式：INS采集到的信息为每个时刻通过自身陀螺加表测量的数据经过解算得到的当前未知节点BN的位置和速度，WSN采集到的信息为每个时刻BN节点与RN节点之间的距离信息，BN节点通过WSN获取RN节点传来的信号，根据接收到的RN节点的信号判断BN节点在哪一个簇的覆盖范围内，根据获得的能够覆盖的簇的个数选择定位方式：若能够覆盖BN节点的簇仅有一个，则进行单簇定位，若能够覆盖BN节点的簇大于一个，即BN节点处于簇重叠的位置，则进行多簇融合定位；(3)单簇定位或多簇融合定位：单簇定位：INS测量RN节点与BN节点之间的距离，将距离信息输入局部H∞滤波器，对INS测量的BN的位置误差和速度误差进行预估，将INS采集到的信息与预估值作差，得出结果修正的导航信息；多簇融合定位：a.在覆盖BN节点的每个簇中，INS测量该簇内RN节点与BN节点之间的距离，将距离信息输入该簇的局部滤波器处理，对每簇中INS测量的BN的位置误差和速度误差进行预估；b.在局部滤波器得到的误差估计的基础上，采用分布式H∞滤波器，对局部滤波器得到的数据进行数据融合，得到系统中INS测量的位置误差和速度误差最优预估值；c.最后将INS本身测出的导航信息与最优预估值作差，得出结果修正的导航信息。