[发明专利]一种用于矿井灾后救援场景的目标定位方法

权利要求书

1.一种用于矿井灾后救援场景的目标定位方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤一、将矿井灾后有可能发生漂移的信标节点作为待评价节点，获取待评价节点的邻居节点信息、环境因素和节点剩余能量，所述邻居节点信息包括邻居节点与待评价节点的距离变化量和邻居节点数量；所述环境因素包括温度、湿度和风速；其中邻居节点与待评价节点的距离变化量通过已知的相对定位方法计算得出，邻居节点数量和节点剩余能量通过邻居节点间的信息交换得到，环境因素由测量获得；

步骤二、根据步骤一获取的数据，构建判断矩阵并进行一致性检验后，最终获得通过检验的判断矩阵；

步骤三、建立待评价节点的特征矩阵，并计算出规范化特征矩阵，将步骤二获得的判断矩阵和规范化特征矩阵联合起来构造权重矩阵，进而确定理想解和反理想解，并计算待评价节点分别与理想解和反理想解的欧式距离，利用获取的欧式距离计算出待评价节点与理想解的贴进度，将贴近度作为待评价节点漂移的可信度，并将各个待评价节点按照可信度由大到小排序，接着选择多个可信度较大的待评价节点作为最终的信标节点，最后根据确定的信标节点采用已知定位算法完成目标定位工作。

2.根据权利要求1所述的一种用于矿井灾后救援场景的目标定位方法，其特征在于，所述步骤二具体为：

①构造层次模型：目标层为待评价节点的可信度判断矩阵；准则层包括邻居节点信息B₁、环境因素B₂、节点剩余能量B₃；因素层即节点漂移影响因素，包括邻居节点与待评价节点的距离变化量C₁、邻居节点数量C₂、温度C₃、湿度C₄、风速C₅以及节点剩余能量C₆共6项；

②构造各层次的判断矩阵：若满足a_ij0，a_ij＝1/a_ji，其中1≤i，j，k≤n，则A为正互反矩阵，其中a_ij为矩阵A的第i行第j列元素；满足a_ija_jk＝a_ik，其中1≤i，j，k≤n的正互反矩阵A称为一致性矩阵；先确定各层中各类因素的重要性并根据表1进行相互对比确定权重，构建B₁、B₂、B₃对待评价节点的可信度判断矩阵P₁，C₁、C₂对B₁的判断矩阵P₂，C₃、C₄、C₅对B₂的判断矩阵P₃，C₆对B₃的判断矩阵P₄；其中，P₁、P₂、P₃和P₄是矩阵A＝[a_ij]的具体化；

表1判断矩阵标度

③对判断矩阵P₁和P₃进行一致性检验：确定矩阵一致性通过一致性比率C_R表征，其计算方法如式(1)所示：

其中C_I是不一致程度指标；γ为平均随机一致性指标，见表2；λ_max为判断矩阵的最大特征值；λ为判断矩阵的阶数；如果C_R0.1，则认为矩阵满足一致性要求；否则，矩阵不满足一致性要求，需要重新确定各个因素的权重并再次构造判断矩阵；

④计算单层次权重：P₄仅含一个因素，权重为1；计算满足P_xW＝λ_max1W的特征根与特征向量，其中x取值为1或2或3，计算某个矩阵，则取对应的值；λ_max1为矩阵P₁的最大特征值，W为λ_max1的正规化的特征向量，W的分量即为相应元素的单层次权重；

表2平均随机一致性指标

⑤总层次权重：所有因素C₁～C₆的总权重N由该因素在准则层中所占的权重乘以准则层在目标层的权重得到；将6个因素所占总权重记为N＝[n₁,n₂,n₃,n₄,n₅,n₆]，n的下标表示节点可信度影响因素的序号，与C的下标含义相同；N是6行1列的矩阵，从而完成判断矩阵的构建。

3.根据权利要求1所述的一种用于矿井灾后救援场景的目标定位方法，其特征在于，所述步骤三具体为：

I、假定共有n个节点，每个节点有6个可信度影响因素，那么能利用式(2)建立特征矩阵D；

其中i＝1,2,...,m,j＝1,2,...,n；i表示第i个影响因素，与层次分析法的影响因素相同；j表示第j个节点；

Ⅱ、利用式(3)计算规范化向量r_ij，构成规范化矩阵R，如式(4)所示；

Ⅲ、利用式(5)构造权重规范矩阵V，权重规范化值为v_ij；

Ⅳ、利用式(6)确定肯定理想解，第j个节点的肯定理想解为利用式(7)确定否定理想解，第j个节点的否定理想解为

Ⅴ、计算距离尺度：通过式(8)和式(9)计算待评价节点到理想解和反理想解的n维欧几里得距离S⁺和S^-；

Ⅵ、利用式(10)计算理想解的贴近度且

将贴近度作为待评价节点漂移的可信度，并将各个待评价节点按照可信度由大到小排序，接着选择多个可信度较大的待评价节点作为最终的信标节点，最后根据确定的信标节点采用已知定位算法完成目标定位工作。