[发明专利]一种运动加无线的融合定位方法

说明书

技术领域

本发明属于无线定位技术领域，具体涉及一种运动加无线的融合定位方法。

背景技术

现有技术中无线定位指的是通过无线网络定位用户位置，从早期的飞行器导航到如今的电子地图、社交网络、交通控制、环境监测等应用，无线定位技术正在被越来越广泛的应用于社会生产生活的各个方面。

常用的无线定位系统包括卫星定位(如GPS)、基站定位(如3G定位)、无线局域网定位(如WiFi定位)和无线传感器网络定位。这些系统各有不同，但原理基本类似。它们都拥有一套完整的无线网络架构，如卫星网络、手机基站网络、无线局域网和无线传感器网等。网络中的一些定位节点，如卫星、基站、接入点、和锚节点等位置都是确定的。这些定位节点能够向用户发送或接受来自用户的无线电信号。通过测量信号，可以推算出用户相对于定位节点的位置，既实现对用户的定位。

在实际应用中，无线定位信号的常常会受到干扰，干扰可以来自于自然环境，如障碍物的阻挡；也可以来自恶意用户，如恶意用户发送的欺骗信号，这些干扰将影响到无线定位信号的测量，进而导致定位结果出现偏差，严重时甚至导致无法定位。

发明内容

本发明目的是：提供一种即不需要用户的运动方向信息，也不需要对用户运动的准确描述和测量的运动加无线的融合定位方法，将用户在过去某一时刻的位置和运动距离作为先验知识，融入到当前的无线定位中，帮助用户在无线信号受到干扰的情况下实现高精度定位。

本发明的技术方案是：一种运动加无线的融合定位方法，具体方法如下：

步骤1)获取无线定位信息，计算定位误差，若定位误差超出设定范围，则分析定位误差，鉴定误差来源；

步骤2)将超出设定误差范围的定位节点剔除，保留其他剩余定位节点，通过用户随身携带的运动传感器获取用户的运动信息，并融合剩余定位节点，计算用户当前位置；

假设在t-1时刻，用户的无线定位结果已知，且不存在误差，那么在此后的t时刻，无线定位信息和运动信息的融合定位方法如下：

1)获取用户在t-1时刻位置；

2)以t-1时刻用户为基础，建立虚拟节点；

3)利用虚拟节点+剩余定位节点构建定位网络；

4)基于虚拟节点的最小二乘位置计算方法如下：

假设用户的位置为(x，y，z)，定位节点、虚拟节点的位置为X(x_i，y_i，z_i)_{i＝(1，2..n)}，定位节点到用户的距离为r_{i(i=1,2,...n)，}假设改进后的最小二乘算法形式如下：

(x，y，z)＝(H^TH)^-1H^Tb

其中，

其中b为改进部分。

作为优选的技术方案，所述无线定位信息包括各定位节点的位置，以及无线定位信号的传播特征，所述传播特征包括定位信号的到达时间、到达时间差、到达角度。

作为优选的技术方案，所述鉴定误差来源的具体方法如下：

把无线定位节点分组，对比不同组别的定位结果，发现偏差超过设定范围的定位节点组。

作为优选的技术方案，所述鉴定误差来源的具体方法如下：

对定位信号进行时间序列分析，发现存在时间不连贯性的定位节点信号。

作为优选的技术方案，所述运动传感器选自车速表或计步器。

作为优选的技术方案，所述运动信息为运动速度或距离信息。

本发明的具体工作原理如下：与无线定位节点相比，虚拟节点到用户的距离要小得多，前者通常是10⁷米数量级的，而后者通常是10¹米数量级，这种巨大的差别在，可能会造成非线性计算过程中的奇点，从而造成传统的最小二乘算法失效，然后改进后的算法在遇到奇点时不是采用传统的线性优化，而是选取了线性优化结果相垂直的估计作为最优估计，其垂直的特性确保了方程组的可解，从而确保了位置的可计算性。

本发明的优点是：

1.本发明运动加无线的融合定位方法即不需要用户的运动方向信息，也不需要对用户运动的准确描述和测量，同时将用户在过去某一时刻的位置和运动距离作为先验知识，融入到当前的无线定位中，帮助用户在无线信号受到干扰的情况下实现高精度定位。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：