CN109282816B - 一种利用三角形约束的测距定位误差抑制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子信息技术领域，涉及一种利用三角形约束的测距定位误差抑制方法。本发明的方法先判断待定位的目标到两个基站的两个距离测量是否满足三角形的三个不等式，再根据判断结果对2个距离测量进行校正，确定校正的两个距离测量，最后，利用校正的两个距离测量对目标进行位置估计。本发明在不改变现有的测距定位系统的硬件情况下，只需要对现有的距离测量进行校正处理即可实现对测距定位误差的抑制，达到提高定位精度的目的。

Description

一种利用三角形约束的测距定位误差抑制方法

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，具体涉及一种利用三角形约束判断距离测量误差并进行校正从而抑制测距定位误差的方法。

背景技术

测距定位是无线电定位领域的常用技术之一，在无线传感器网络节点相对定位、室内定位中具有重要应用价值。在复杂传播环境和干扰环境中，由于测距误差较大，导致测距定位精度不高。此外，当目标位于两个基站的连线附近时，由于几何精度衰减因子较大，测距定位误差对测距误差十分敏感，导致测距定位误差很大。

发明内容

本发明提出一种利用三角形约束的测距定位误差抑制方法，先判断待定位的目标到两个基站的两个距离测量是否满足三角形的三个不等式，再根据判断结果对2个距离测量进行校正，确定校正的两个距离测量，最后，利用校正的两个距离测量对目标进行位置估计。本发明在不改变现有的测距定位系统的硬件情况下，只需要对现有的距离测量进行校正处理即可实现对测距定位误差的抑制，达到提高定位精度的目的。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案进行实现。

一种利用三角形约束的测距定位误差抑制方法如下：

步骤1：初始化设置，将两个基站的位置坐标、基站之间的距离、对目标的两个距离测量写入主机内存；

步骤2：判断由两个基站和目标构成的三角形的三边是否满足构成三角形的三边约束；

步骤3：根据步骤2的判断结果，对2个距离测量进行校正，确定校正的2个距离测量；

步骤4：利用校正的2个距离测量，确定目标的位置估计。

进一步地，所述步骤1的具体执行过程如下：

初始化设置，将第一个基站的位置坐标(0,0)、第二个基站的位置坐标(0,L)、基站之间的距离L、目标到第一个基站的距离测量a、目标到第二个基站的距离测量b写入主机内存；

进一步地，所述步骤2的具体执行过程如下：

判断由两个基站和目标构成的三角形的三边L、a、b是否满足构成三角形的三边约束，即是否同时满足如下不等：

a-b≤L,b-a≤L,a+b≥L

进一步地，所述步骤3的具体执行过程如下：

根据步骤2的判断结果，若满足构成三角形的三边约束，则确定校正的两个距离测量，分别为：

其中

分别为校正的两个距离测量；若不满足构成三角形的三边约束，则确定校正的两个距离测量，分别为：

(1)

当b-a>L；

(2)

当a-b>L；

(3)

当b+a<L；

进一步地，所述步骤4的具体执行过程如下：

利用校正的2个距离测量，确定目标的位置估计，横坐标为：

纵坐标为：

其中，

分别为校正的两个距离测量。

与现有技术相比，本发明方案的有益效果是：

在不改变现有的测距定位系统的硬件情况下，只需要对现有的距离测量进行是否满足构成三角形的三边约束的判断和校正处理，即可实现对测距定位误差的抑制，从而达到提高定位精度的目的。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细描述：

实施例

本例中的目标实际位置坐标为(3.5，0.5)，第一个基站的位置坐标(0,0)，第二个基站的位置坐标(0,1)，基站之间的距离为1，目标到第一个基站的距离测量为3.6071，目标到第二个基站的距离测量为2.5517。

本发明的具体实施方式流程如下：

步骤1：将第一个基站的位置坐标(0,0)、第一个基站的位置坐标(0,1)、基站之间的距离L＝1、目标到第一个基站的距离测量a＝3.6071、目标到第二个基站的距离测量b＝2.5517写入主机内存；

步骤2：判断由两个基站和目标构成的三角形的三边是否满足构成三角形的三边约束，由于a-b＝3.6071-2.5517>1，所以判断结果是不满足；

步骤3：根据步骤2的判断结果，对2个距离测量进行校正，确定校正的2个距离测量，为：

(2)

当a-b>L；

步骤4：利用校正的2个距离测量，确定目标的位置估计，横坐标为：

纵坐标为：

y＝0

可见，本发明确定的目标位置估计为(3.5794，0)，横坐标误差为0.0794，纵坐标误差为-0.5，估计的目标与实际目标之间的距离为0.5063。若直接使用2个距离测量，则横坐标误差为0.25，纵坐标误差为-0.5，估计的目标与实际目标之间的距离为0.5590。可见，本发明方法确定的目标位置估计的误差降低了9.43％。

Claims (2)

1.一种利用三角形约束的测距定位误差抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、初始化：获取两个基站的位置坐标、基站之间的距离、两个基站分别对目标的距离测量；具体参数为：第一个基站的位置坐标(0,0)、第二个基站的位置坐标(0,L)、基站之间的距离L、目标到第一个基站的距离测量a、目标到第二个基站的距离测量b；

S2、判断由两个基站和目标构成的三角形的三边L、a、b是否满足构成三角形的三边约束，即是否同时满足如下不等：

a-b≤L,b-a≤L,a+b≥L；

S3、根据步骤S2的判断结果，对2个距离测量进行校正，确定校正的2个距离测量；具体为，确定校正的两个距离测量，分别为：

其中

分别为校正的两个距离测量；若不满足构成三角形的三边约束，则确定校正的两个距离测量，分别为：

(1)

当b-a>L；

(2)

当a-b>L；

(3)

当b+a<L

S4、利用校正的2个距离测量，确定目标的位置估计。

2.根据权利要求1所述的一种利用三角形约束的测距定位误差抑制方法，其特征在于，步骤S4中，利用校正的2个距离测量，确定目标的位置估计，横坐标为：

纵坐标为：

其中，

分别为校正的两个距离测量。