本發(fā)明涉及無線定位技術(shù)。
背景技術(shù)：
實(shí)際無線通信環(huán)境中，由于噪聲、環(huán)境和測(cè)量誤差等不良因素的影響，引起通信距離估計(jì)具有較大的誤差，導(dǎo)致加權(quán)質(zhì)心定位結(jié)果具有很強(qiáng)的不確定性，給定位結(jié)果在導(dǎo)航等后續(xù)應(yīng)用處理方法提出了挑戰(zhàn)。本發(fā)明針對(duì)上述問題，對(duì)加權(quán)質(zhì)心定位過程中的不確定性的因素進(jìn)行敏感性分析，分析出導(dǎo)致不確定性的主要因素及其對(duì)定位計(jì)算結(jié)果的影響程度，并對(duì)定位計(jì)算結(jié)果的不確定性進(jìn)行評(píng)估，為改善無線定位精度方法提供指導(dǎo)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決加權(quán)質(zhì)心定位計(jì)算過程中的不確定性敏感性分析和不確定性綜合問題，提供一種基于加權(quán)質(zhì)心定位的不確定性分析方法。
本發(fā)明所述的一種基于加權(quán)質(zhì)心定位的不確定性分析方法包括以下步驟：
步驟一、系統(tǒng)中有i+1個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)，分別為i個(gè)定位的錨節(jié)點(diǎn)和1個(gè)未知節(jié)點(diǎn)，它們都具有nanoloc無線射頻收發(fā)器，并可采用雙邊對(duì)等方法測(cè)量得到任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的距離估計(jì)值，其中i為用戶設(shè)定的參數(shù)，為正整數(shù)，且6≤i≤10，本發(fā)明中，i取值為9；
步驟二、系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化，未知節(jié)點(diǎn)首先建立無線網(wǎng)絡(luò)，并等待其它節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)加入網(wǎng)絡(luò)；
步驟三、i個(gè)錨節(jié)點(diǎn)初始化成功后，分別采用射頻收發(fā)器掃描發(fā)現(xiàn)未知節(jié)點(diǎn)建立的無線網(wǎng)絡(luò)，并通過射頻收發(fā)器發(fā)送網(wǎng)絡(luò)加入請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，并成功加入該無線網(wǎng)絡(luò)，如果加入網(wǎng)絡(luò)成功，則執(zhí)行步驟四，否則，執(zhí)行步驟三；
步驟四、未知節(jié)點(diǎn)通過其無線射頻收發(fā)器廣播定位請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，第i個(gè)錨節(jié)點(diǎn)收到定位請(qǐng)求數(shù)據(jù)包后，采用雙邊對(duì)等測(cè)距方法，通過與未知節(jié)點(diǎn)間的4j次數(shù)據(jù)包交互，獲得第i個(gè)錨節(jié)點(diǎn)與未知節(jié)點(diǎn)間的距離di的j次測(cè)量值：{di1,di2,di3,…,dij,…,dij}，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，將測(cè)量值的統(tǒng)計(jì)均值di_u作為距離di估計(jì)結(jié)果，將測(cè)量值的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差di_σ作為距離di估計(jì)結(jié)果的不確定性，其中i為正整數(shù)，且1≤i≤i，i的初始值為1，j為正整數(shù)，且1≤j≤j，j為用戶設(shè)定的正整數(shù)，且50≤j≤150，本發(fā)明中，j取值為100；
步驟五、i＝i+1，判斷i的值是否大于i，若是，則執(zhí)行步驟六，否則執(zhí)行步驟四；
步驟六、系統(tǒng)獲得了未知節(jié)點(diǎn)與i個(gè)錨節(jié)點(diǎn)間的距離估計(jì)結(jié)果{d1_u,d2_u,d3_u,…,di_u,…,di_u}，以及它們對(duì)應(yīng)的不確定度{d1_σ,d2_σ,d3_σ,…,di_σ,…,di_σ}，并結(jié)合三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)：{(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3),…,(xi，yi),…,(xi，yi)}，則未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)(x，y)分別按公式(1)和公式(2)進(jìn)行計(jì)算：
其中i為正整數(shù)，且1≤i≤i；
步驟七、定位計(jì)算結(jié)果(x，y)的不確定性(x_σ,y_σ)按公式(3)和公式(4)進(jìn)行計(jì)算：
其中i為正整數(shù)，且1≤i≤i，
步驟八、判斷定位計(jì)算任務(wù)是否完成，如果是，執(zhí)行步驟九，否則，在下一個(gè)定位點(diǎn)上，執(zhí)行步驟四；
步驟九、結(jié)束加權(quán)質(zhì)心定位及其不確定性分析任務(wù)。
附圖說明
圖1為一種基于加權(quán)質(zhì)心定位的不確定性分析方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種基于加權(quán)質(zhì)心定位的不確定性分析方法包括以下步驟：
步驟一、系統(tǒng)中有i+1個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)，分別為i個(gè)定位的錨節(jié)點(diǎn)和1個(gè)未知節(jié)點(diǎn)，它們都具有nanoloc無線射頻收發(fā)器，并可采用雙邊對(duì)等方法測(cè)量得到任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的距離估計(jì)值，其中i為用戶設(shè)定的參數(shù)，為正整數(shù)，且6≤i≤10，本發(fā)明中，i取值為9；
步驟二、系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化，未知節(jié)點(diǎn)首先建立無線網(wǎng)絡(luò)，并等待其它節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)加入網(wǎng)絡(luò)；
步驟三、i個(gè)錨節(jié)點(diǎn)初始化成功后，分別采用射頻收發(fā)器掃描發(fā)現(xiàn)未知節(jié)點(diǎn)建立的無線網(wǎng)絡(luò)，并通過射頻收發(fā)器發(fā)送網(wǎng)絡(luò)加入請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，并成功加入該無線網(wǎng)絡(luò)，如果加入網(wǎng)絡(luò)成功，則執(zhí)行步驟四，否則，執(zhí)行步驟三；
步驟四、未知節(jié)點(diǎn)通過其無線射頻收發(fā)器廣播定位請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，第i個(gè)錨節(jié)點(diǎn)收到定位請(qǐng)求數(shù)據(jù)包后，采用雙邊對(duì)等測(cè)距方法，通過與未知節(jié)點(diǎn)間的4j次數(shù)據(jù)包交互，獲得第i個(gè)錨節(jié)點(diǎn)與未知節(jié)點(diǎn)間的距離di的j次測(cè)量值：{di1,di2,di3,…,dij,…,dij}，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，將測(cè)量值的統(tǒng)計(jì)均值di_u作為距離di估計(jì)結(jié)果，將測(cè)量值的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差di_σ作為距離di估計(jì)結(jié)果的不確定性，其中i為正整數(shù)，且1≤i≤i，i的初始值為1，j為正整數(shù)，且1≤j≤j，j為用戶設(shè)定的正整數(shù)，且50≤j≤150，本發(fā)明中，j取值為100；
步驟五、i＝i+1，判斷i的值是否大于i，若是，則執(zhí)行步驟六，否則執(zhí)行步驟四；
步驟六、系統(tǒng)獲得了未知節(jié)點(diǎn)與i個(gè)錨節(jié)點(diǎn)間的距離估計(jì)結(jié)果{d1_u,d2_u,d3_u,…,di_u,…,di_u}，以及它們對(duì)應(yīng)的不確定度{d1_σ,d2_σ,d3_σ,…,di_σ,…,di_σ}，并結(jié)合三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)：{(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3),…,(xi，yi),…,(xi，yi)}，則未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)(x，y)分別按公式(1)和公式(2)進(jìn)行計(jì)算：
其中i為正整數(shù)，且1≤i≤i；
步驟七、定位計(jì)算結(jié)果(x，y)的不確定性(x_σ,y_σ)按公式(3)和公式(4)進(jìn)行計(jì)算：
其中i為正整數(shù)，且1≤i≤i，
步驟八、判斷定位計(jì)算任務(wù)是否完成，如果是，執(zhí)行步驟九，否則，在下一個(gè)定位點(diǎn)上，執(zhí)行步驟四；
步驟九、結(jié)束加權(quán)質(zhì)心定位及其不確定性分析任務(wù)。
具體實(shí)施方案二，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的一種基于加權(quán)質(zhì)心定位的不確定性分析方法作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，采用偏微分的方法，獲得加權(quán)質(zhì)心定位計(jì)算過程中各個(gè)不確定性因素的敏感因子，評(píng)估這些因素的不確定度對(duì)定位計(jì)算結(jié)果的影響程度大小。
具體實(shí)施方案三，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的一種基于加權(quán)質(zhì)心定位的不確定性分析方法作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，通過對(duì)各個(gè)不確定性的綜合，獲得加權(quán)質(zhì)心定位計(jì)算結(jié)果的不確定性，為后續(xù)應(yīng)用處理方法，例如導(dǎo)航?jīng)Q策提供參考。
具體實(shí)施方案四，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的一種基于加權(quán)質(zhì)心定位的不確定性分析方法作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，能夠有效對(duì)定位計(jì)算中的不確定性進(jìn)行分析，也可以對(duì)改進(jìn)的基于加權(quán)質(zhì)心定位計(jì)算過程中的不確定性進(jìn)行分析。
具體實(shí)施方案五，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的一種基于加權(quán)質(zhì)心定位的不確定性分析方法作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，能夠有效對(duì)定位計(jì)算中的不確定性進(jìn)行分析，也可以對(duì)三維及多維定位計(jì)算過程中的不確定性進(jìn)行分析。