針對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的定位問題,提出了一種基于到達(dá)時(shí)間（TOA）以及到達(dá)角度（AOA）數(shù)據(jù)融合定位算法（T-A-SCOP）。利用TOA測(cè)量得到的距離信息以及AOA測(cè)量得到的角度信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,用加權(quán)最小二乘法（WLS）估算用戶目標(biāo)位置,然后引入松弛變量以及輔助變量,采用二階錐規(guī)劃（SOCP）將WLS問題轉(zhuǎn)換成SOCP優(yōu)化問題,利用CVX得到精確用戶目標(biāo)位置。仿真結(jié)果表明,T-A-SCOP算法比單一定位方式更準(zhǔn)確,與傳統(tǒng)的WLS方式相比,更貼近克拉美羅界（CRLB）,有效提高了定位精度,定位性能更好。 

【文章來源】：電子測(cè)量技術(shù). 2020年16期

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

TOA-AOA數(shù)據(jù)模型

T-A-SCOP算法如圖2所示,首先要獲取TOA以及AOA的測(cè)量信息,其次對(duì)測(cè)量信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,利用加權(quán)最小二乘法進(jìn)行第一次位置估計(jì),得到粗略的坐標(biāo)信息;然后再引用松弛變量以及輔助變量,進(jìn)行SCOP優(yōu)化,最后再利用Python中的CVX工具箱對(duì)這個(gè)優(yōu)化問題進(jìn)行求解,得到準(zhǔn)確的坐標(biāo)信息。以錨節(jié)點(diǎn)作為參照點(diǎn),代理節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)之間建立通信連接,將等式約束松弛為不等式約束,其滿足兩節(jié)點(diǎn)之間的距離≤TOA測(cè)量得到的距離值,可得到約束條件:

圖3對(duì)比了各種定位算法的CDF,其中橫坐標(biāo)表示定位誤差,縱坐標(biāo)表示概率密度。圖2表明,定位誤差相同時(shí),本文提出的T-A-SCOP算法的CDF最高,優(yōu)于單一定位方式TOA、AOA以及傳統(tǒng)的TOA-AOA聯(lián)合定位算法。圖4是定位誤差隨AOA標(biāo)準(zhǔn)誤差變化而變化的情況;圖5是定位誤差隨TOA標(biāo)準(zhǔn)誤差變化而變化的情況;為了評(píng)估算法性能,根據(jù)公式(9)給出了CRLB。由圖4和圖5可見,各種方法以及CRLB的RMSE均與誤差標(biāo)準(zhǔn)值呈正比關(guān)系,誤差標(biāo)準(zhǔn)值增大,RMSE值上升,性能有所減弱。但是T-A-SCOP方法始終更貼近CRLB,始終優(yōu)于現(xiàn)有的WLS方法和單一的定位方式,證明T-A-SCOP具有更高的定位精度和定位性能。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于TDOA/AOA混合的高精度室內(nèi)可見光定位算法[J]. 王旭東,董文杰,吳楠.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2019(10)
[2]基于減法聚類的TOA/AOA定位方法研究[J]. 徐彤陽(yáng).  電子測(cè)量技術(shù). 2013(10)
[3]非視距環(huán)境下的GPS/TDOA最速下降混合定位算法[J]. 龔福祥,王慶,張小國(guó).  儀器儀表學(xué)報(bào). 2011(07)
[4]無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)定位算法的研究進(jìn)展[J]. 陳智勇,王健,季曉勇.  電子測(cè)量技術(shù). 2010(10)
[5]基于凸優(yōu)化算法的無(wú)人水下航行器協(xié)同定位(英文)[J]. 劉明雍,李聞白.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2010(05)



本文編號(hào)：2938202