[发明专利]基于定位单元质量及多算法数据融合的抗NLoS误差定位方法

摘要

本发明公开了一种基于定位单元质量及多算法数据融合的抗NLoS误差定位方法，包括如下步骤：待测终端获得N个锚节点反馈的测量值，包括TOA、RSSI以及信噪比SNR；利用Kalman滤波器处理TOA测量值，得到新的TOA测量值，并将得到的TOA测量值分为两组：第二TOA测量值和TDOA测量值；采用模式搜索法和CHAN算法分别对第二TOA测量值和TDOA测量值进行定位计算；确定定位单元的权值，分别对第二TOA测量值和TDOA测量值的定位结果进行数据融合；对第二TOA测量值的融合定位结果和TDOA测量值的融合定位结果进行融合。本发明充分利用了测量值带来的各类信息，通过数据融合的方法进行整合，可以得到更为精确的定位结果。

主权项

一种基于定位单元质量及多算法数据融合的抗NLoS误差定位方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、利用待测终端获得定位单元反馈的测量值，所述定位单元包括N个锚节点，其中，N≥3，所述测量值包括TOA、RSSI和信噪比SNR；2)、利用Kalman滤波器计算TOA测量值中的NLoS误差，在所述TOA测量值中减去所述NLoS误差，得到减小了NLoS误差的TOA测量值，将所述减小了NLoS误差的TOA测量值分为两组:一组为第二TOA测量值，另一组为TDOA测量值；3)、利用模式搜索法对步骤2)得到的所述第二TOA测量值的进行定位计算，利用Chan算法对所述TDOA测量值进行定位计算；4)、基于定位单元与待测终端距离、定位单元的三点共线度和定位单元的可靠性确定定位单元的权值，定位单元有多个，设其中第i个定位单元的权值为w_i，$w_i=0.4w_i^d+0.2w_i^a+0.4w_i^{SNR},$式中，为基于定位单元与待测终端的距离得到的权值，为基于定位单元的三点共线度得到的权值，为基于定位单元的可靠性得到的权值，设第i个定位单元的定位结果为(x_i,y_i)，则融合后的定位结果(x,y)为：$x=\underset{i}{\Σ}{w}_i{x}_i,y=\underset{i}{\Σ}{w}_i{y}_i$分别对步骤3)得到的所述第二TOA测量值的定位结果和TDOA测量值的定位结果利用上式进行融合，得到所述第二TOA测量值的融合定位结果和TDOA测量值的融合定位结果；5)、将步骤4)得到的所述第二TOA测量值的融合定位结果和TDOA测量值的融合定位结果进行融合，设所述第二TOA测量值的融合定位结果为(x_TOA,y_TOA)，方差为σ_TOA,x，σ_TOA,y；所述TDOA测量值的融合定位结果为(x_TDOA,y_TDOA)，方差为σ_TDOA,x，σ_TDOA,y，按下式进行对所述第二TOA测量值的融合定位结果和TDOA测量值的融合定位结果进行融合，得到待测终端的定位结果(x',y')：$x^{\′}=\frac{{\mathrm{\σ}}_{TDOA,x}}{{\mathrm{\σ}}_{TDOA,x}+{\mathrm{\σ}}_{TOA,x}}{x}_{TOA}+\frac{{\mathrm{\σ}}_{TOA,x}}{{\mathrm{\σ}}_{TDOA,x}+{\mathrm{\σ}}_{TOA,x}}{x}_{TDOA}$$y^{\′}=\frac{{\mathrm{\σ}}_{TDOA,y}}{{\mathrm{\σ}}_{TDOA,y}+{\mathrm{\σ}}_{TOA,y}}{y}_{TOA}+\frac{{\mathrm{\σ}}_{TOA,y}}{{\mathrm{\σ}}_{TDOA,y}+{\mathrm{\σ}}_{TOA,y}}{y}_{TDOA}.$