[发明专利]基于非线性约束最小二乘的单站定位方法有效
| 申请号： | 201710407462.9 | 申请日： | 2017-06-02 |
| 公开（公告）号： | CN107148081B | 公开（公告）日： | 2020-02-21 |
| 发明（设计）人： | 田增山;舒月月;李勇 | 申请（专利权）人： | 重庆邮电大学 |
| 主分类号： | H04W64/00 | 分类号： | H04W64/00;G01S5/02 |
| 代理公司： | 重庆华科专利事务所 50123 | 代理人： | 谭小琴 |
| 地址： | 400065 *** | 国省代码： | 重庆;50 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种基于非线性约束最小二乘的单站定位方法，首先根据宏蜂窝信号传播特性构造宏蜂窝单基站的NLOS信号传播模型；然后利用多径信号参数及基站、目标和散射体间位置关系将定位问题转化为非线性约束最小二乘问题；利用LM(Levenberg‑Marquardt)算法求解最小二乘问题；当残差较大时，引入拟牛顿算法，改进LM算法，得到目标估计位置。该方法解决了传统定位算法对基站个数的依赖性问题，利用单基站进行定位，不需要时钟同步，降低了算法的复杂度；同时利用NLOS环境下，多径信号作为定位路径，而非抑制多径，解决了NLOS环境下定位误差大的问题；利用圆环模型增加变量约束条件，提高了最小二乘算法有效性，实现了宏蜂窝单站定位20‑30米的定位精度。 | ||
| 搜索关键词： | 基于 非线性 约束 最小 定位 方法 | ||
【主权项】：
基于非线性约束最小二乘的单站定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：根据宏蜂窝信号传播特性构造宏蜂窝单站的NLOS信号传播模型；步骤二：计算基站端每条反射径信号的到达角θi和到达时间τi，其中i＝1,...,m，m表示反射径条数；步骤三：利用多径信号参数AOA,TOA及基站、目标和散射体间的位置关系建立定位方程组，此定位方程组为非线性欠定方程组；步骤四：引入宏蜂窝的圆环模型，假设散射体均匀分布在以移动台为圆心、半径为R的圆上，移动台和基站间距离为D；步骤五：根据圆环模型增加关于目标位置和散射体位置的非线性方程组，将非线性欠定方程组转化为超定方程组；步骤六：实际测量时，考虑测量误差，将定位问题转化为非线性约束最小二乘问题；步骤七：利用LM算法求解非线性约束最小二乘问题；步骤八：当残差较大时，引入拟牛顿BFGS算法，对Hesse矩阵进行逼近，再利用LM算法求解；步骤九：算法迭代结束，输出估计的目标位置
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