[发明专利]一种基于信号到达时间的定位方法

摘要

本发明公开了一种基于信号到达时间的定位方法，其将非线性的定位问题转换为多重积分问题，在非线性的定位问题转换为多重积分问题的过程中，根据蜂窝移动网络环境中的每个基站的位置、每个基站的信号的测量噪声方差以及待定位终端到每个基站的距离，构造一个高斯分布函数，然后从高斯分布函数中随机抽取若干个样本，再根据抽取到的样本获取待定位终端的位置，优点在于构造的高斯分布函数能提高计算多重积分的效率及积分值的精度，且在求解多重积分问题的过程中只需要抽取少数样本就能得到待定位终端的精确位置，计算复杂度低。

主权项

1.一种基于信号到达时间的定位方法，其特征在于：包括以下步骤：①首先在蜂窝移动网络环境中建立一个平面直角坐标系或空间直角坐标系作为参考坐标系，然后假设该蜂窝移动网络环境中存在一个待定位终端和N个基站，则该待定位终端通过接收N个基站的信号获取每个基站到待定位终端的到达时间，再根据每个基站到待定位终端的到达时间获取待定位终端到每个基站的距离，将待定位终端到第i个基站的距离记为z_i，z_i=c₁t_i，其中，c₁为光速，t_i为第i个基站到待定位终端的到达时间，i=1，2，…，N，N≥3；②根据每个基站在参考坐标系中的位置以及待定位终端到每个基站的距离，构造一个高斯分布函数，记为其中，R：(B^TQ^-1B)^-1，B^T表示B的转置，B=2(s2-s1)T···2(sN-s1)T,]]>Q=DQ₁D^T，D^T表示D的转置，c=||s2||2-||s1||2-z22+z12···||sN||2-||s1||2-zN2+z12,]]>“|| ||”为欧几里得范数，为第1个基站的信号的测量噪声方差，为第2个基站的信号的测量噪声方差，为第N个基站的信号的测量噪声方差，s₁为第1个基站在参考坐标系中的位置，s₂为第2个基站在参考坐标系中的位置，s_N为第N个基站在参考坐标系中的位置，z₁为待定位终端到第1个基站的距离，z₂为待定位终端到第2个基站的距离，z_N为待定位终端到第N个基站的距离；③在高斯分布函数中随机抽取M个样本，将随机抽取到的M个样本中的第m个样本记为x_m，其中，m=1，2，…，M，M≥50；④根据随机抽取到的M个样本，获取待定位终端在参考坐标系中的位置，记为x^=Σm=1Mxmw~(xm),]]>其中，w~(xm)=w(xm)Σm=1Mw(xm),w(xm)=g(xm)q(xm),]]>q(xm)=1(2π)n2|R|12exp[-12(xm-x‾)TR-1(xm-x‾)],]]>n表示x_m的维数，“| |’’表示行列式符号，exp表示自然基数，表示的转置，g(xm)=exp[-λf(xm)]∫···∫exp[-λf(xm)]dx1...dxn,]]>∫…∫表示n重积分符号，λ为一个常数，x₁，…，x_n表示积分变量，f(x_m)=(z-d_m)^-1Q₁^-1(z-d_m)，z=[z₁，z₂，…，z_N]^T，d_m=[||x_m-s₁||，||x_m-s₂||，…，||x_m-s_N||]^T，“|| ||”为欧几里得范数。