現(xiàn)有基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）的到達(dá)時(shí)間/到達(dá)角度（TOA/AOA）定位算法在錨節(jié)點(diǎn)位置存在誤差的條件下定位精度不高。針對(duì)該問題,融合幾何精度因子（GDOP）加權(quán),提出一種改進(jìn)的TOA/AOA混合定位算法。根據(jù)單個(gè)錨節(jié)點(diǎn)對(duì)定位參量的測(cè)量誤差及其自身位置誤差,得出基于單節(jié)點(diǎn)的TOA/AOA混合定位算法的GDOP計(jì)算公式。依據(jù)WSN中所有錨節(jié)點(diǎn)的測(cè)量誤差及其分布與盲節(jié)點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系,推導(dǎo)加權(quán)融合算法的GDOP計(jì)算公式。仿真結(jié)果表明,與基于平均加權(quán)的定位算法相比,改進(jìn)算法具有更高的定位精度。 

【文章來(lái)源】：計(jì)算機(jī)工程. 2017,43(03)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

圖３?Ｇ－ＴＯＡ／ＡＯＡ和Ａ－ＴＯＡ／ＡＯＡ算法的ＧＤＯＰ比較??仿真２假設(shè)盲節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)為（８０?ｍ，１８０?ｍ），??各錨節(jié)點(diǎn)的ＴＯＡ和ＡＯＡ測(cè)量誤差均服從零均值正??＇

１０８?計(jì)算機(jī)工程?２０１７年３月１５日??ｘ２００?ｍ的范圍內(nèi)，分別計(jì)算上述２種算法對(duì)盲節(jié)點(diǎn)?２〇〇｜?Ｉ?Ｉ?「?＇??１?Ｉ?）?廠??定位的ＧＤＯＰ值。圖１?￣圖３中ｘ軸和；ｙ軸分別代?１８０／?．??表盲節(jié)點(diǎn)的ｘ方向和；Ｖ方向的坐標(biāo)。圖１和圖２分?１６〇＿?＼?ｆ??別為?Ｇ－ＴＯＡ／ＡＯＡ?算法和?Ａ－ＴＯＡ／ＡＯＡ?算法對(duì)盲?Ｂ?Ｓ；?Ｓ：?Ｓ?｜?｜??節(jié)點(diǎn)定位的ＧＤＯＰ值等高線分布圖，圖中等高線上?＾?ｆ?Ｐ?Ｐ?｜??的數(shù)值為等高線對(duì)應(yīng)的ＧＤＯＰ值。圖３為上述２種?ｎｏｆ廠／／／??算法對(duì)相同位置盲節(jié)點(diǎn)定位的ＧＤＯＰ值的差值等高?Ｖ００＼Ｖ＾ｋ＼?／??線分布圖，圖３中等高線上的數(shù)值為等高線對(duì)應(yīng)的?ａ?Ｍ?＼??ＧＤＯＰ差值。從圖３中可以發(fā)現(xiàn)，Ｇ－ＴＯＡ／ＡＯＡ算?＼?／?ｆ／／／！／??法的定位精度整體上優(yōu)于Ａ－ＴＯＡ／ＡＯＡ算法，盲節(jié)?％?ＨＩ??點(diǎn)位于圖３所示區(qū)域的中上部時(shí)２種算法的性能相?４〇＾＼７＾！＼１??ｆｏｆ／Ｊｏ?ａ?５?Ｊ／！〇ａ?？?２０??法。根據(jù)圖３，上述２種算法在（８０?ｍ，１８０?ｍ）處的?〇?ｓｏ?ｉｏｏ?１５〇?２００??ＧＤＯＰ差值較小，在（１８０?ｍ，２０?ｍ）處的ＧＤＯＰ差值?—??較大，因此，仿真２和仿真３分別對(duì)這２個(gè)位置上的?圖３?Ｇ－ＴＯＡ／ＡＯＡ和Ａ－ＴＯＡ／ＡＯＡ算法的ＧＤＯＰ比較??盲節(jié)點(diǎn)定位性能進(jìn)行仿真。?仿真２假設(shè)盲節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)為（８０?ｍ，１８０?ｍ），??２〇０??，?各錨節(jié)點(diǎn)的ＴＯＡ和ＡＯＡ測(cè)量誤差均服從零均值正??］８〇?態(tài)分布，其標(biāo)準(zhǔn)差分布為?和（Ｔｅ；?＝?ｃｒｓ（?！＇?＝?１，??１８０?２，

較大，因此，仿真２和仿真３分別對(duì)這２個(gè)位置上的?圖３?Ｇ－ＴＯＡ／ＡＯＡ和Ａ－ＴＯＡ／ＡＯＡ算法的ＧＤＯＰ比較??盲節(jié)點(diǎn)定位性能進(jìn)行仿真。?仿真２假設(shè)盲節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)為（８０?ｍ，１８０?ｍ），??２〇０??，?各錨節(jié)點(diǎn)的ＴＯＡ和ＡＯＡ測(cè)量誤差均服從零均值正??］８〇?態(tài)分布，其標(biāo)準(zhǔn)差分布為?和（Ｔｅ；?＝?ｃｒｓ（?�。�?＝?１，??１８０?２，…，況），且相互獨(dú)立。首先，固定ＴＯＡ測(cè)量誤差標(biāo)??１６（）?準(zhǔn)差為Ａ?＝６?ｍ，對(duì)盲節(jié)點(diǎn)定位進(jìn)行１?０００次仿真，??１４０?圖４為盲節(jié)點(diǎn)定位均方根誤差（Ｒｏｏｔ?Ｍｅａｎ?Ｓｑｕａｒｅ??ｉ２〇?Ｅｒｒ〇ｒ，ＲＭＳＥ）隨著ＡＯＡ測(cè)量誤差標(biāo)準(zhǔn)差的變化曲??｜?ＨＫ）線。其次，固定ＡＯＡ測(cè)量誤差標(biāo)準(zhǔn)差為＾，＝５°，對(duì)??８（）盲節(jié)點(diǎn)定位進(jìn)行１?〇〇〇次仿真，圖５為盲節(jié)點(diǎn)定位??ＲＭＳＥ隨著ＴＯＡ測(cè)量誤差標(biāo)準(zhǔn)差的變化曲線。圖４??６（＞?和圖５中的ＧＤＯＰ值是根據(jù)本文計(jì)算方法所得。??２０?＂?Ｔ?Ｉ?今?Ａ－ＴＯＡ／ＡＯＡ算法?＾??＼?ｒ?＾?＼）?ｄ／？Ｎ?Ｉ?ｐ?－?：＾ｒ〇Ａ算法??０?５０?１００?１５０?２００?＾??．ｒ／ｍ?＾?７?－??圖１?Ｇ－ＴＯＡ／ＡＯＡ算法的ＧＤＯＰ等高線分布?袁￥??２００?１＾＂?￣一?／［４２１?７?？??３?＊?２?３?４?５??丨?６〇?ＡＯＡ麵誤差的標(biāo)準(zhǔn)差。。／（。）??ｉ４（）?圖４盲節(jié)點(diǎn)定位均方根誤差隨ａ〇ａ測(cè)量誤差標(biāo)準(zhǔn)差的變化１??１２。１０．３?ｒ?－０－Ａ－ＴＯＡ／ＡＯＡ??ＩＩ?Ｉ?，?Ｉ?，?］?，?＼?１?１?ＴＯＡ測(cè)量誤差的標(biāo)準(zhǔn)差Ａ／ｍ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于TDOA和AOA的雙基地雷達(dá)定位方法[J]. 曹晉龍,王星,程嗣怡,周東青,周一鵬,袁穎平.  火力與指揮控制. 2015(11)
[2]基于最優(yōu)線性數(shù)據(jù)融合的探潛定位優(yōu)化算法研究[J]. 金良安,遲衛(wèi),郭東田.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2014(01)
[3]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)
[4]系統(tǒng)誤差對(duì)GDOP的影響分析[J]. 唐小明,朱洪偉,何友,高志永.  計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2013(06)
[5]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于超寬帶的TOA/AOA聯(lián)合定位研究[J]. 肖竹,譚光華,李仁發(fā),張小明.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2013(03)
[6]基于Matrix Pencil的OFDM信號(hào)的TOA/AOA定位[J]. 陳奎,黃為勇,田傳耕.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2013(02)
[7]四站時(shí)差無(wú)源定位精度分析[J]. 張政超,童力.  中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2010(06)
[8]多雷達(dá)定位的動(dòng)態(tài)加權(quán)融合算法及其精度分析[J]. 趙志超,劉義,肖順平.  電光與控制. 2010(05)



本文編號(hào)：3365997