1.一种含噪网络下动目标定位解算及误差评价方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)基于安装在动目标上的标签与安装在定位区域的基站构成的传感网络,求解动目标运动时标签对应能够感知的基站集合;
(2)采用信号到达时间差求解标签与基站间差分距离,在含噪无线信号下利用无迹粒子滤波估计不同目标与基站间的一次距离估计值;
(3)基于一次距离估计值和分离变量法求解动目标的实时位置;
(4)考虑基站基准坐标及标定误差、信号测距值及测距误差,计算基站标定和信号测量过程中不确定引起的协方差矩阵及对应的定位误差;
所述步骤(2)包括以下步骤:
(21)基于目标的运动特性在k时刻其状态方程为:xj(k)=Fjxj(k‑1)+wj(k‑1)其中,Fj和wj(k‑1)分别为对应的状态转移矩阵和过程噪声;在k时刻基于无线到达时间差间的差分距离建立起测量方程为:其中,vj(k)为对应的状态方程噪声;基于目标的运动特性和无线差分距离方程建立用于目标一次估计的非线性方程组,在目标在k时刻目标j的状态估计值为:其中, 为粒子均值, 为经过归一化的重要性权值;
(22)在k时刻目标j状态估计值 包括目标的三轴位置和三轴速度:计算在k时刻目标MNj坐标估计值与基站ANi的几何距离:其中,||·||计算目标MNj与基站ai间几何距离的函数;
所述步骤(3)包括以下步骤:
(31)将待估计的目标坐标分解成x,y和z轴方向坐标,将矩阵G分解成G1、G2和G3:T
G1=‑[ax2‑ax1,ax3‑ax1,…,axm‑ax1]T
G2=‑[ay2‑ay1,ay3‑ay1,…,aym‑ay1]T
G3=‑[az2‑az1,az3‑az1,…,azm‑az1]同时将基站标定过程中不确定性引起的协方差矩阵Cεε分解成其中ε1、ε2和ε3是ε的行向量;
(32)目标x方向的估计结果为:
目标y方向的估计结果为:
目标z方向的估计结果为:
其中:
j
Hd=h+Gdd1(k)
其中,Gd为基站站ANi和基站AN1与标签MNj间的理论几何距离差所组成的列向量,i=2,
3,…,m;Hd为测距误差,h为含无线定位过程中的不确定性的矩阵;
2.根据权利要求1所述的一种含噪网络下动目标定位解算及误差评价方法,其特征在于,所述步骤(1)包括以下步骤:(11)动目标定位区域为L×W×H;基站集合为ANS={AN1,AN2,…,ANm},其中m为基站的个数;标签集合为MNS={MN1,MN2,…,MNn},其中n为标签的个数;
(12)多基站与标签间的传感信号采用信号到达时间差,则基站ANi和基站AN1与标签MNj间到达时间差到差分距离转换模型表示为:其中,ti表示基站ANi与标签MNj间信号到达时间,ti‑t1表示基站与不同标签间无线信号到达时间差,i∈m和j∈n;
(13)目标在运动过程中会接收到来自基站的不同无线信号,基于不同位置目标的标签T Txj=[uxj,uyj,uzj]为圆心,基站标定坐标值ai=[axi,ayi,azi] ,当标签与基站间几何距离||ai‑xj||≤Rs时求得对应的感知基站集,其中Rs为感知半径。
3.根据权利要求1所述的一种含噪网络下动目标定位解算及误差评价方法,其特征在于,所述步骤(4)包括以下步骤:(41)基站基准坐标的标定误差为ε,无线信号的测距误差为φ,则由无线信号测距不确T定性引起的协方差矩阵Cφφ为E[φ·φ ],由基站标定过程中不确定性引起的协方差矩阵TCεε为E[ε·ε],基站位置标定过程中不确定性误差与无线信号测距过程中的测量误差之间T的协方差矩阵Cεφ为E[ε φ[;
(42)当基站坐标标定误差ε和无线信号测距误差φ不相关时,其协方差矩阵Cεφ可以等效为零,忽略基站坐标错误标定值对无线信号测距值的影响,结合无线到达时间差测距估计值与标签坐标估计值,其坐标表达式为:(43)基站坐标标定不确定性引起的定位误差为:其中, ci为Hd中的每一行的元素;无线信号到达时间差测量不确定性引起的定位误差为: