[发明专利]非视距环境下基于TOA模式的高精度快速定位方法

权利要求书

1.一种非视距环境下基于TOA模式的高精度快速定位方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、确定各固定基站的坐标，以及移动站接收到移动站与各个固定基站之间的距离观测值；根据距离观测值得到移动站与各基站之间的基本定位方程；

S2、对所述的距离观测值按照从小到大进行排序，选取距离观测值最小时对应的移动站与基站之间的基本定位方程，作为基准方程，其它移动站与基站之间的基本定位方程与基准方程相减，得到最小二乘的标准形式；

S3、构造L1范数表达形式，为了应用交替方向法，引入新的变量，从而将L1范数表达形式转化为附加等式线性约束的L1范数表达形式；

S4、对所述的附加等式线性约束的L1范数表达形式，给出交替方向法求解的迭代过程，得到移动站的定位解；

S5、将S4得到的移动站的定位解带入L1范数表达式中，求得绝对值残差，如果最大绝对值残差与绝对值残差的中位数比值大于预设值，则输出该移动站的定位解；

否则，采用下一个距离观测值对应的移动站与基站之间的基本定位方程作为基准方程，返回S2。

2.根据权利要求1所述的高精度快速定位方法，其特征在于：所述的S1采用二维平面定位场景，各固定基站的坐标为二维笛卡尔坐标；

移动站与第i个基站之间的基本定位方程为：

其中，x、y分别为移动站二维笛卡尔坐标的横坐标和纵坐标，x_i、y_i为第i个基站二维笛卡尔坐标的横坐标和纵坐标；d_i为移动站与第i个基站之间的距离观测值；η_i和ε_i分别代表均值为0方差为的高斯白噪声和NLOS误差，两者之间的大小关系为：i∈φ_L代表移动站到第i个基站为LOS信号传输；i∈φ_NL则代表移动站到第i个基站为NLOS信号。

3.根据权利要求2所述的高精度快速定位方法，其特征在于：设第j个基站与移动站之间的基本定位方程为基准方程；通过其它基站与移动站之间的基本定位方程与基准方程相减，得到：

式中，x_j、y_j为第j个基站二维笛卡尔坐标的横坐标和纵坐标；η_j代表均值为0方差为的高斯白噪声；

然后，将其转化为最小二乘的标准形式AX-b＝E，则有

X＝[x,y]^T,E＝[E₁ …E_N]^T (4)

其中，

式中，A为设计矩阵，X为移动站未知二维坐标向量，b为最小二乘拟合距离向量，E为定位残差向量，x₁-x_N为第1-N个固定基站的横坐标，y₁-y_N为第1-N个固定基站的纵坐标，d₁-d_N为移动站与第1-N个固定基站之间的距离观测值，E_i为根据定位结果得到的第i个基站与移动站之间的距离差值，N为固定基站的总数。