[发明专利]一种基于井下环境的Zigbee差分精确定位算法

权利要求书

1.一种基于井下环境的ZigBee差分精确定位方法，其特征在于，至少包含以下步骤：

步骤一：在井下设置参考节点；

步骤二：选取场景对应的距离曲线；

步骤三：判断接收到的信号是否大于等于3个；

如果等于3个，采用三边定位算法，进行差分计算修正，获得移动节点坐标；

如果大于3个，则选取最强的4个参考节点，共4种组合，采用三边定位算法获得4个坐标，进行差分计算修正，取4个坐标的重心，获得移动节点坐标；

如果小于3个，则重新判断。

2.根据权利要求1所述的一种基于井下环境的ZigBee差分精确定位方法，其特征在于：所述三边定位算法为

利用RSSI进行信号强度的测距，选用以下模型：

RSSI＝-(10nlog₁₀d+A) (1)

其中，射频参数A被定义为用dBm表示的发射节点1m处的接受信号强度；n为信号传输常数，与信号的传输环境有关；d为距发射节点的距离。

根据三边定位算法将距离换算成位置坐标，完成差分定位；公式如下：

如果方程(3)有解，判断其中哪个点到点的距离近，选取该点作为点D；

如果方程(4)有解，判断其中哪个点到点的距离近，选取该点作为点F；

如果方程(5)有解，则判断其中哪个点到点的距离近，选取该点作为点E；

三角形DEF的重心就是我们所需要定位的移动节点的位置；

如果其中方程(3)无解，则连接两圆圆心，和圆相交两点的中心就是点D；

对于方程(4)、(5)无解的情况下，可采用相同方式来得到点E、F的坐标。

3.根据权利要求2所述的一种基于井下环境的ZigBee差分精确定位方法，其特征在于：所述的RSSI值在实际应用中有跳变随机误差，因此需要对上述模型进行优化，引入一个变量σ作为RSSI跳变误差，则(1)式变为

RSSI＝-(10nlog₁₀d+A)+σ (2)

则σ可以通过安装在矿工帽上的两个同一位置的移动节点做差消掉，也就是做了一次差分定位运算，可以有效解决RSSI跳变误差问题，提供精确的测距信息。