一种角度加权的最小二乘目标定位算法

杜金香, 许恒博, 祝 鹏

一种角度加权的最小二乘目标定位算法

杜金香, 许恒博, 祝 鹏

(西北工业大学 航海学院, 陕西 西安, 710072)

在基于波达方向估计(DOA)的多传感器节点目标三维空间定位算法中, 当目标与传感器节点处于不同深度时, 定位原理决定了不同的俯仰角误差将导致不同的定位误差, 特别是当传感器与目标接近于同一平面，即俯仰角接近90°时, 较小的俯仰角误差将引起非常大的定位误差。为了解决该问题, 论文提出在最小二乘定位算法中, 根据不同俯仰角进行加权的方法, 降低俯仰角估计值接近90°的节点分量在定位方程中的贡献, 减少俯仰角估计误差对综合定位精度的影响, 提高定位算法对俯仰角估计误差的稳健性。文中对单个目标的定位进行了计算机仿真, 对比了某些节点深度与目标接近情况下加权最小二乘算法和最小二乘算法的定位性能, 仿真结果说明当参与定位的部分节点与目标深度接近时, 所提加权最小二乘算法对目标位置的估计均方根误差低于最小二乘算法, 具有更高的定位精度和稳健性。

传感器; 目标定位; 最小二乘; 加权最小二乘; 波达方向估计

0 引言

在众多水下无线传感器网络的定位算法中,根据在定位过程中有无利用距离信息可将定位算法分为基于测距的定位算法和无需测距的定位算法, 其中基于测距的定位算法精度较高[1-2]。基于测距的定位算法包括基于到达时间法(time of arrival, TOA)、基于到达……