[发明专利]一种带噪声约束的分布式自适应直接定位方法

摘要

本发明属于信号处理领域，提供一种基于时差的无源定位系统中分布式自适应定位方法，用以解决已有分布式自适应算法的收敛速度与稳态性能之间的矛盾，进一步提高分布式自适应直接定位算法的性能。首先，各接收机经过采集数据得到基带的离散接收信号，再进行噪声功率估计，之后邻居接收机之间进行第一次数据交换，然后设定迭代更新核心控制参数βk，再进行中间估计值ψk,n自适应运算，之后再进行邻居接收机之间的第二次数据交换，最后迭代估计发射机位置的估计值pk,n；直至达到稳态，输出发射机位置估计值。本发明引入噪声信息，显著提升定位性能及跟踪性能；能够克服定位收敛速度和稳态性能的矛盾。

主权项

1.一种带噪声约束的分布式自适应直接定位方法，包括以下步骤：步骤1：采集数据，各接收机同时接收发射机发射的信号，并对接收信号进行解调、采样，得到离散基带接收信号；步骤2：噪声功率估计，各接收机估计得到其接收信号中的噪声功率k＝1,2,…K，K表示接收机数量；步骤3：第一次数据交换，邻居接收机间相互交换其自身离散基带接收信号和噪声功率；步骤4：设定接收机k的核心控制参数βk,k＝1,2,…,K；并根据以下公式进行迭代更新：βk,n＝(1-α)βk,n-1+α/2(Jk(pk,n-1)-Jk,min),k＝1,2,…K其中，βk,n和βk,n-1分别表示βk在时刻n和时刻n-1时的取值，初始值βk,0＝βinit，α为预设控制因子；Jk(p)表示接收机k上的局部代价函数，Jk,min为接收机k上的局部代价函数最小值；步骤5：自适应运算，接收机k在时刻n运行如下迭代公式： ψ k , n = p k , n - 1 - μ k ( 1 + γβ k , n ) c 2 T s 2 ∂ J k ( p ) ∂ p | p = p k , n - 1 , k = 1 , 2 , ... , K ]]>其中，pk,n-1表示接收机k在第n-1次迭代时得到的发射机位置估计值，初始值pk,0＝pinit，ψk,n是接收机k在第n次迭代中得到的中间估计值；μk为预设位置迭代的基本步长，γ为预设调节因子，常数c表示电磁波信号的传播速度，Ts为接收信号采样周期；步骤6：第二次数据交换，邻居接收机之间相互交换其中间估计值ψk,n；步骤7：结合，计算第n次迭代后发射机位置的估计值pk,n：其中，表示接收机k包含其自身在内的所有邻居接收机的集合，blk为预设非负加权系数，满足如下条件：步骤8：当pk,n连续Q次的迭代估计值的差值均小于设定阈值δ时，即：||pk,n-pk,n-1||≤δ判定得到发射机的位置估计值。