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申请/专利权人：西安电子科技大学

摘要：本发明公开了一种TDOA定位中的鲁棒节点部署与选择方法，包括以下步骤：构建机动式节点与固定式节点共存的多源定位网络场景；计算信号源相对于传感器的TOA值；计算信号源的包含TDOA的测量值；计算信号源的置信椭圆区域；确定信号源空间位置的无偏估计的方差下界即克拉美罗下界；计算信号源置信区域内全部采样点的加权平均最差克拉美罗下界；构建鲁棒节点部署优化问题；计算从Z个定位节点中选择K个组成的传感器子集所确定的加权平均最差克拉美罗下界；以最小化所述加权平均最差克拉美罗下界为目标函数、布尔向量为决策变量构建优化问题；利用改进的迭代交换贪婪算法求解优化问题。本发明可提升定位精度，同时降低计算复杂度。

主权项：1.一种TDOA定位中的鲁棒节点部署与选择方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：构建机动式节点与固定式节点共存的多源定位网络场景，其包括M个固定式节点、N个机动式节点和U个电磁辐射信号源；步骤二：对于信号源，计算其相对于传感器的TOA值即到达时间，加入高斯测量误差得到各定位节点的等效TOA测量值，其中为零均值高斯变量，方差为；定义，其协方差矩阵；步骤三：选取参考节点，得到信号源的包含TDOA即到达时间差的测量值，则全部节点对于信号源的TDOA测量误差矢量的协方差矩阵为；步骤四：根据额外测量时刻的定位结果获得信号源的粗估计结果，伴随生成的定位误差的协方差矩阵，在加性高斯测量模型下，由与得到信号源的置信椭圆区域；将固定式节点和机动式节点进行测量时的等效TOA测量误差统一分布于真实值的领域内，即；步骤五：基于已有的TDOA定位模型，确定信号源空间位置的无偏估计的方差下界，即克拉美罗下界CRLB；考虑一组节点测量TDOA时的测量误差的方差达到最大，定位网络对于任一信号源的克拉美罗下界将达到最大值，即最差克拉美罗下界W-CRLB；在步骤四中的置信区域内随机采样，将全部采样点的最差克拉美罗下界W-CRLB进行平均运算，作为衡量置信区域定位精度的数学表征，即平均最差克拉美罗下界WA-CRLB；步骤六：仿照步骤五中的两种信号源定位精度的鲁棒数学表征，在置信区域内按照高斯分布进行采样，距离粗估计位置越近的采样点，权值越大，计算信号源置信区域内全部采样点的加权平均最差克拉美罗下界WAW-CRLB；步骤七：步骤六中得到全部Z个定位节点全部用于测量单个信号源时的WAW-CRLB，则以多个信号源WAW-CRLB的平均值为面向多源定位的节点部署的目标函数即，约束条件为全部机动式节点位于部署区域内，构建鲁棒节点部署优化问题；步骤八：定义一个Z维布尔向量，如果，则表示第i个传感器节点被选中，否则未被选中；计算从Z个定位节点中选择K个组成的传感器子集所确定的WAW-CRLB；步骤九：以最小化步骤八中的WAW-CRLB为目标函数、布尔向量为决策变量构建优化问题P；步骤十：利用改进的迭代交换贪婪算法MISG求解优化问题P，计算出目标函数的全局最优解，并输出此时布尔向量对应的传感器节点子集。

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