[发明专利]基于压缩感知子空间重构的TOA矿井目标定位方法

摘要

本发明公开了煤矿井下安全监控与通信领域中一种基于压缩感知子空间重构的TOA矿井目标定位方法，使感知节点用少于发射频率两倍的样本信息还原出原始信号，主要解决了因感知节点频繁感知实时采集的定位能耗，以及环境因素对定位误差的影响的问题。该方法通过在基于TOA矿井目标定位方法中引入压缩感知子空间重构，使得感知节点采样数据量减少的情况下，也能够进行目标的精确定位，进而提高定位方法的精度。同时，本方法还可以缩短定位时间，降低定位的能耗，更利于目标定位方法在矿井中的实际应用。

主权项

一种基于压缩感知子空间重构的TOA矿井目标定位方法，其特征在于，所述的目标定位方法包括目标区域划分、压缩感知方法中测量矩阵建立、压缩感知子空间重构定位方法粗略定位、TOA测距方法精确定位；所述的基于压缩感知子空间重构的TOA矿井目标定位方法包括如下步骤：(1)巷道两侧随机部署的多个位置已知的感知节点发送信号给目标节点，在感知节点通信半径内的目标节点能够接收到感知节点发送的信号，根据目标节点接收到的信号确定目标所在区域；(2)确定目标节点接收到信号的实际时刻，并根据无线电磁波信号在空气中的传播速度，得到目标节点与感知节点之间的距离测量值；(3)利用TOA测距模型采集各感知节点i与目标节点j之间的信号传输时间ti,j建立M×N维的测量矩阵Φ；(4)利用M维的测量值向量，使用压缩感知SP重构定位方法得到目标节点的网格序号，实现粗略定位；(5)将步骤(2)获得的各目标节点与感知节点之间的距离，利用欧式距离公式获得待定位目标节点的位置坐标，最终实现精确定位。