[发明专利]一种基于CKF、chan解算和Savitzky-Golay平滑滤波的位置解算方法

说明书

本发明属于定位领域，具体涉及一种基于CKF、chan解算和Savitzky‑Golay平滑滤波的位置解算方法，该方法按照如下方式实现，先使用TDOA测量值误差模型(1)，再通过CKF状态方程和测量方程建模，CKF流程对滤波后数据时间同步，即可完成对TDOA测量值进行处理，进而对标签位置进行解算；最后使用chan算法进行位置解算。本发明主体技术方案构思巧妙，计算方式精巧，同时位置结算过程简单，解算结果准确，应用环境友好，市场环境广阔。

技术领域：

本发明属于定位领域，具体涉及一种基于CKF、chan解算和 Savitzky-Golay平滑滤波的位置解算方法。

背景技术：

传统的定位技术，主要适用于室外空旷位置，利用同步卫星建立的定位系统进行定位，例如全球定位系统(Global Positioning System，通常简称GPS)、北斗系统等。

然而随着城市的发展，建筑的规模越来越大，人们对室内定位的需求越来越大，然而室内接收卫星信号较差，无法使用卫星定位系统。针对这一问题现有技术中出现了一些使用无线信号进行室内定位的方案。在这些方案中，利用无线信号强度随着距离增加，逐渐衰减的原理，在需要定位的室内设置无线信号发射器，由移动目标上的信号接收装置获取无线信号，将获取的无线信号强度作为参数通过信号强度衰减公式计算得出距离无线信发射器的距离，并进一步实现定位。

但是由于以上距离计算公式在近距离时较为准确，当距离变远，由于电磁波的多径效应、信号干扰、物体遮挡等影响，计算得到的距离的准确度会下降，进而导致定位精度不高。因此本发明寻求设计一种使用TDOA 定位解算方法进行定位，由于其通信次数较少，可以有效降低定位设备的功耗，所以应用广泛。本发明提供一种基于容积卡尔曼滤波(CKF)， chan位置解算，Savitzky-Golay平滑滤波的人员室内位置解算方法。能够应用于wifi、蓝牙、UWB等无线定位领域。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，寻求设计提供一种基于 CKF、chan解算和Savitzky-Golay平滑滤波的位置解算方法，能够有效解决现有技术中所述的上述缺陷，实现精确位置解算。

为了实现上述目的，本发明涉及的一种基于CKF、chan解算和 Savitzky-Golay平滑滤波的位置解算方法通过如下技术方案实现：

本发明涉及的一种基于CKF、chan解算和Savitzky-Golay平滑滤波的位置解算方法，其详细步骤实现如下：

S1、使用TDOA测量值误差模型(1)，

其中，r_k表示当前标签距离基站的距离，r_k-1表示上一时刻标签距离基站的距离，T表示测量间隔，v为标签运动速度，a为标签运动加速度，Δr_k标签到主基站与从基站的距离差，Δr_k主，Δr_k从分别表示标签到主基站和从基站距离，Δt_ij为信号到达基站的实际时间差，为理想到达时间差，μ为测量传感器误差和环境误差，符合的高斯白噪声；

S2、CKF状态方程和测量方程建模

将各个从基站到主基站的达到时间差和运动速度差作为系统状态向量 X，且X表示为

X＝[Δr₀ Δr₁ Δr₂ Δv₀ Δv₁ Δv₂]^T (2)