申请/专利权人：电子科技大学

申请日：2021-11-22

公开（公告）日：2023-05-26

公开（公告）号：CN114089273B

主分类号：G01S5/02

分类号：G01S5/02;G01S19/41;G01S19/46

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.05.26#授权;2022.03.15#实质审查的生效;2022.02.25#公开

摘要：本发明属于目标定位技术领域，具体是涉及一种基于GPS及UWB的运动平台定位方法。本发明采用基于MLE的牛顿迭代法，首先基于最大似然估计方法，利用GPS定位信息及UWB测距信息构建似然方程，然后通过牛顿迭代法对似然方程求解，从而获得待测运动平台的位置估计。相比于传统三边定位方法如chan方法，本发明能够在锚节点位置存在误差及测距存在误差的情况下，提供更高精度的定位结果，具备更强的鲁棒性。

主权项：1.一种基于GPS及UWB的运动平台定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、校准UWB模块天线延迟：将UWB模块放置于已知距离的位置上并进行测距测试，根据测距结果与实际距离的差距，基于最小二乘法，进行天线延迟参数的校准；S2、使用GPS差分定位获取锚节点位置；S3、使用UWB进行锚节点及运动平台间测距：设锚节点数量为M，运动平台数量为N-M，则总共有N个节点，每个节点都与其他N-1个节点间通过UWB进行测距；S4、基于步骤S2和S3的得到的测量数据，使用chan算法对运动平台的位置进行初步定位；S5、基于极大似然估计法构建方程：设待估计位置信息为其中，xi与yi分别代表N个节点的坐标，θ即为待求解变量；建立似然函数为 其中，为各节点间距离的测量值，rij为各节点间距离的实际值，与为通过GPS差分定位得到的锚节点位置的估计值，xi与yi为各锚节点位置的实际值，为UWB模块测距误差方差，为GPS差分定位误差方差，Hi为i的可能取值范围；上述似然函数对θ中各项变量分别求导并令求导后结果等于0，即可得到待求解似然方程： 其中，gixθ、giyθ为似然函数对锚节点坐标求导得到的似然方程，gkxθ、gkyθ为似然函数对运动平台坐标求导得到的似然方程，为运动平台节点与另一节点间距离的测量值，rkj为运动平台节点与另一节点间距离的实际值，xk与yk为运动平台节点位置的实际值； S6、基于牛顿迭代法求解方程得到位置估计，具体为：基于牛顿迭代法，对上述似然方程各项进行泰勒展开，即： 其中，θ0为待求解变量θ的初始近似值，xi0与yi0为节点坐标xi与yi的初始近似值，将步骤S2中由差分GPS定位得到的锚节点坐标，及步骤S4中由chan方法定位得到的运动平台坐标，作为θ0传入迭代；由泰勒展开构建单步迭代方程，即： 其中，令 则迭代方程写为Pθk+1-θk＝-D即θk+1＝θk-PTP-1PTD以θ0作为初始θk，重复通过上式进行迭代运算，即可得到收敛的定位结果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 电子科技大学 一种基于GPS及UWB的运动平台定位方法

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