[发明专利]百米级区域到达时间差的高精度定位方法

摘要

一种百米级区域到达时间差的高精度定位方法，设有N个锚节点，主控端通过接收到的在N个点中取两个的组合个数组时间差信息和锚节点的坐标信息进行定位，确定出目标点的坐标，具体步骤包括：1)布设和预处理；2)定位。本方法的核心是多自由度平差和目标位置初始值选取表。本方法适用于主控端为任意具有计算和存储功能的计算中心的定位系统，而且单位系统的主控端可位于任意位置。本方法采用表1选取目标位置初始值后，可采用任何一种到达时间差的定位算法。本方法适用于主动和被动定位。

主权项

1.一种百米级区域到达时间差的高精度定位方法，其特征是设有N个锚节点，主控端通过接收到的在N个点中取两个的组合个数组时间差信息和锚节点的坐标信息进行定位，确定出目标点的坐标，具体步骤包括：1)布设和预处理101)在多边形区域的外围顶点和近中心点布设天线，以中心点为坐标原点，任意方向为X轴方向，垂直方向为Y轴方向；通过测量得到每个天线的坐标，即为锚节点坐标，目标位于多边形区域内；102)由两两锚节点的中垂线划分区域，得到多个区域块，按式(1)算得第i个区域的中心坐标(x₀，y₀)，x₀＝(x_max-x_min)/2  x_max＝max(x_t)  x_min＝min(x_t)y₀＝(y_max-y_min)/2  y_max＝max(y_t)y_min＝min(y_t)(1)(x_t，y_t)∈SS为每个区域点的集合；式(1)即可算出每个区域的顶点中横纵坐标的极值，让最大和最小值的一半作为区域的中心点坐标；将所有区域的中心点坐标存入一张表中，在表中，并和时间差正负信息相对应，其中，-为负号，+为正号，字母对应天线编号的字母，数字对应各个区域块的编号；设任意两天线编号为字母A、B，则表中AB表示目标到A点距离减去到B点距离；2)定位201)多自由度平差：测量值修正向量由以下公式得出：V＝-G^T(GG^T)^-1W，其中，w_p＝r_i，j-r_i，k+r_j，k1≤p=Σq=2N-1(N-q+1)mod(N-1)+k-j≤CN-12]]>i＜j＜k i，j，k＝1，2，3...NV=[v1,2v1,3···v1,jv2,3v2,4···v2,j···vi,j]1×CN2T,i<ji,j=1,2,3...N]]>其中v_i，j为i，j两点测量值修正量，r_i，j为i，j两点到达时间差的测量值，N为锚节点数，mod为取模操作，平差后时间差向量即202)由平差后的时间差的正负信息查表，得到对应的初始点坐标；203)由锚节点坐标，初始点坐标，平差后的通过调用任何一种到达时间差的定位算法计算出目标坐标，至此定位任务完成；204)输出。