[发明专利]一种用于TOA非视距场景的误差修正方法

说明书

本发明公开了一种用于TOA非视距场景的误差修正方法，包括：对存在NLOS的基站的TOA测量值进行截断，当目标处于运动过程中时，截断长度与实时性要求相关；以时间为横轴，以数据值为纵轴，对截断数据进行鲁棒局部加权回归拟合，得到相应的TOA拟合曲线；计算得到该基站在预设数据长度范围内的每个时刻的测量值与相应的拟合值的偏差；寻找偏差值最大的时刻点，将拟合曲线沿纵轴方向整体平移以使该时刻点的测量值与拟合值重合，得到修正后的TOA测量数据曲线。本发明无需进行长时间观测，可直接对存在NLOS的基站测量数据进行拟合，实现对TOA测量值的动态修正，满足对基站进行实时性修正的要求，提高定位精度。

技术领域

本发明涉及定位技术领域，具体而言涉及一种用于TOA非视距场景的误差修正方法。

背景技术

在定位中，影响定位精度是多方面的，但其中最主要的因素来源于非视距传播误差的影响。当基站与目标之间存在障碍物的遮挡，他们之间的信号则会通过墙壁等其他障碍物的反射或者折射进行传播，因此导致了非视距误差。

现有技术可以在一段时间内对数据进行测量以进行NLOS识别和NLOS减弱，例如《LOS-NLOS传播环境识别与NLOS误差消除技术研究》中提到的Wylie算法，然而该类型技术无法实现动态修正，即满足不了实时性要求。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种用于TOA非视距场景的误差修正方法，当已知某基站存在非视距误差时，无需进行长时间观测，可直接对存在NLOS的基站测量数据进行拟合，即可修正误差。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于TOA非视距场景的误差修正方法，所述误差修正方法包括以下步骤：

S1，对存在NLOS的基站的TOA测量值进行截断，当目标处于运动过程中时，截断长度与实时性要求相关；

S2，以时间为横轴，以数据值为纵轴，对截断数据进行鲁棒局部加权回归拟合，得到相应的TOA拟合曲线；

S3，计算得到该基站在预设数据长度范围内的每个时刻的测量值与相应的拟合值的偏差；

S4，寻找偏差值最大的时刻点，将拟合曲线沿纵轴方向整体平移以使该时刻点的测量值与拟合值重合，得到修正后的TOA测量数据曲线。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，步骤S1中，当目标处于运动过程中时，获取最低允许延迟时长τ，根据下述公式计算最大截断长度l：

l＝τ*f

式中，f是采样频率。

进一步地，步骤S1中，所述误差修正方法还包括：

不同时间段的最低允许延迟时长相对独立。

进一步地，步骤S2中，对截断数据进行鲁棒局部加权回归拟合的过程包括以下步骤：

S21，令时间为横轴，TOA测量数据为纵轴，构建坐标系；

S22，设当前时间段内的任意一个截断数据为(x_i，y_i)，i＝1，2，...，n，n为当前时间段内的截断数据总数，y_i是时刻点x_i对应的TOA测量数据；

S23，以任意一个截断数据的时刻点x_i为中心，沿横轴方向，截取一段长度为frac的数据，对于该段截取数据，采用权值函数做加权线性回归处理，记为相应回归线的中心值，为时刻点x_i对应的拟合值；

S24，重复步骤S23，直至得到所有截断数据对应的n条回归线；