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申请/专利权人：西安电子科技大学;中国人民解放军31007部队

摘要：一种兼顾内外场目标时差定位与测向的节点部署方法，将内场区域定位的平均定位精度提升与外场区域平均测向精度提升的加权和作为优化布站的目标函数，以无线传感器感知能力作为约束条件，提升内场区域的覆盖率，对兼顾内外场目标时差定位与测向的分布式节点部署；采用本发明进行优化部署后，在外场目标源位置和RDOA测量误差变化的情况下，内场区域的平均定位精度、外场目标的平均测向精度以及内场区域的覆盖率性能均显著提升，提升了无线传感器网络覆盖范围的同时兼顾了重点区域的内场目标定位与外场目标测向。

主权项：1.一种兼顾内外场目标时差定位与测向的节点部署方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一：构建面向内场区域定位与外场区域测向的节点部署场景，即无线传感器网络，其包括M个无线传感器节点；步骤二：针对内场区域，选择无线传感器网络的第一个节点作为参考节点，计算内场区域信号源uk相对于无线传感器的到达时间差TDOATimeDifferenceofArrival,TDOA值和到达时间差TDOA测量误差的协方差矩阵Qk；步骤三：针对外场区域，计算外场区域信号源ak相对于无线传感器网络的到达时间值TOATimeofArrival，加入高斯测量误差得到各定位节点的等效到达时间值TOA测量值其中，ni,k为零均值高斯变量，方差为s2i,k；定义nk＝{n1,n2,K,nN}，其协方差矩阵Γq＝diag{s21,k,s22,k,K,s2N,k}；选择无线传感器网络的第一个节点为参考，得到信号源ak的到达时间差TDOA测量值，则全部无线传感器节点对于信号源ak的到达时间差TDOA测量误差矢量xk的协方差矩阵为Rk；步骤四：在内场区域内进行均匀采样，获取Ns个采样点ui,i＝1,2,K,Ns，计算所有采样点的克拉美罗下界CRLB并求其迹得到该符号前面的所有采样点的CRLB的迹就是他的解释，则内场区域的平均克拉美罗下界CRLB为步骤五：在外场区域内进行均匀采样，获取No个采样点ui,i＝1,2,K,No，计算所有采样点的克拉美罗下界CRLB并求其测向维度的迹得到则外场区域的平均克拉美罗下界CRLB为通过修正极坐标表示ModifiedPolarRepresentation,MPR方法，使用方位角、方向角和逆距离来表示外场区域采样点的位置；则MPR坐标系下外场区域采样点的克拉美罗下界设无线传感器参考节点s1位于坐标原点，则其中 L＝[OM-1×2,1M-1go2].θo、φo和go分别表示外场区域目标信号源相对无线传感器节点的方位角、俯仰角和相对逆距离；步骤六：从目标重要程度出发，将步骤四和步骤五中的内外场区域平均克拉美罗下界CRLB进行加权求和得到ω1、ω2分别为内场区域和外场区域的重要性权重；步骤七：以最小化步骤六中的为目标函数，无线传感器节点可部署区域为S为约束条件一，无线传感器感知能力为约束条件二，即节点覆盖度大于等于实际设置的目标覆盖度C，无线传感器网络的节点位置为决策变量构建优化问题表示为： s.t.C1:si∈S，i＝1,2,…,MC2:ρ≥C步骤八：利用粒子群算法PSO求解优化问题计算出目标函数的全局最优解，最后输出无线传感器网络的最优部署位置。

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