耗，定義為發(fā)射器到參考距離do的路徑消耗，加上式中描述的額外路徑消耗：
[0066]
[0067] 選擇參考距離do為1米，并假設(shè)為發(fā)射器在自由空間傳播，到達(dá)參考距離時(shí) 所產(chǎn)生，公式中僅表示當(dāng)距離為d時(shí)，接收到的平均能量;但當(dāng)距離一定時(shí)，由于環(huán)境內(nèi)在因 素，不同時(shí)刻接收到的信號值是一個(gè)隨機(jī)量，這個(gè)隨機(jī)量滿足對數(shù)正態(tài)分布，它以dB為單位 滿足高斯分布，即完整的無線信號傳播衰減模型為：
[0068]
[0069]其中，Xs是標(biāo)準(zhǔn)差為σ的高斯分布函數(shù)，單位是dB，且σ取決于當(dāng)前環(huán)境，具體數(shù)值 參見下表2。
L0073J 表 2
[0074] S5、根據(jù)參考節(jié)點(diǎn)的位置和距離信息，使用三邊測量模型計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)所在位 置。
[0075] -個(gè)未知節(jié)點(diǎn)相對于一些參考節(jié)點(diǎn)的距離，限制了該未知節(jié)點(diǎn)的位置，這種定位 思想叫做三邊定位。在圖8a、8b中是三邊定位的例子，三個(gè)參考節(jié)點(diǎn)精確的定位到一點(diǎn)，即 定位節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)〇)相對于其他三個(gè)已知位置的參考節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)1，2,3)。顯然，定位節(jié)點(diǎn)的位 置在分別以三個(gè)節(jié)點(diǎn)位置為中心，與定位節(jié)點(diǎn)的距離為半徑的三個(gè)圓的交點(diǎn)上。
[0076] 假設(shè)待定位節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)位置為(χο,γο)，第i(l < i <n)個(gè)參考節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為(Xi，yi)，待 定位節(jié)點(diǎn)與參考節(jié)點(diǎn)之間計(jì)算得到的距離估計(jì)值為cTuScU是與第i個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的真實(shí)歐 式距離，即：
[0077]
[0078]計(jì)算距離與真實(shí)距離之間的誤差可以表示為Pi = 由于計(jì)算存在誤差，在實(shí) η 際情況下Pi-般是非零值；為了使Σα:最小，采用最小二乘法求解待定位節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)(x〇， y〇);因此，定位問題可以轉(zhuǎn)化為超定線性方程組的數(shù)值求解問題，對上式平方和重排序，可 以得到η個(gè)類似下式方程：
[0079] 2x0xj + 2v0vr -(χ〇 + ) = xf + -df
[0080] 然后，用上式的第i=n個(gè)方程依次減去其他方程（l<i<n)，這樣可以得到n-1個(gè) 方程如下式所示：
[0081]
[0082] 其中，方程組左邊均為已知量，方程組右邊只有xq和yo未知，其他均為已知參數(shù)，由 此推導(dǎo)出線性關(guān)系：
[0083] Ax = B
[0084] 其中A是(n_l) X2矩陣，而矩陣的第i行是[2(xi_xn) 2(yi_yn)] ;B是n_l個(gè)列向量， 它的第i項(xiàng)為(V+X2-g-乂-<; X是定位節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的列向量[XQ yQ]T;根據(jù)信號衰 減模型估計(jì)得到的節(jié)點(diǎn)間距離值cT，往往與真實(shí)距離值d存在一定偏差，因此，用估計(jì)值(T i 來代替cU，計(jì)算得來的V來代替B，從而使用最小二乘法來求解一個(gè)估計(jì)的X使得| ΙΑΥ-Β' 2最小，即求解列向量V公式為：
[0085] X7 =(AtA)_1AV 〇
[0086] S6、利用節(jié)點(diǎn)均攤誤差算法提高待定位節(jié)點(diǎn)的定位精度。
[0087]需要說明的是，參考節(jié)點(diǎn)與定位節(jié)點(diǎn)距離越近，誤差越小，其反映的距離越接近真 實(shí)距離，因此，以它為基礎(chǔ)求解得到的位置估計(jì)值就越接近真實(shí)距離。但是，一旦距離最近 的節(jié)點(diǎn)有著較大誤差，那么這個(gè)假設(shè)將不再成立，之前所做的工作也付之一炬。因此，將全 部的信任都放在一個(gè)點(diǎn)上，這樣的做法是不魯棒的。由此改進(jìn)方法是，將風(fēng)險(xiǎn)均攤，讓每個(gè) 節(jié)點(diǎn)都發(fā)揮一定作用。因此，步驟S6中利用節(jié)點(diǎn)均攤誤差算法以增加定位精度。
[0088 ]對于嚴(yán)格的正態(tài)分布數(shù)據(jù)，最小二乘估計(jì)具有最優(yōu)一致無偏且方差最小的特點(diǎn)。 信號強(qiáng)度值不嚴(yán)格服從正態(tài)分布，存在一定誤差。這個(gè)誤差是不屬于系統(tǒng)誤差和偶然誤差 的離群誤差，即是粗差。測量結(jié)果中若包含這部分粗差信息，且經(jīng)典最小二乘法不具備抗粗 差的能力，而抗差最小二乘是對經(jīng)典最小二乘法的一種改進(jìn)，用以減少粗差對參數(shù)估計(jì)的 影響。 m
[0089] 抗差Μ估計(jì)的準(zhǔn)則函數(shù)為，通過選取一個(gè)合適的p()，使得粗差對該函 /~1 數(shù)的影響盡可能地小從而排除其影響，這樣就使求解出的未知參數(shù)盡可能的貼近真實(shí)值， 而不會因?yàn)榇植畹拇嬖谄x真實(shí)值太多；多變量函數(shù)取極值條件可得：
[0090] L
J
[0091 ]其中，p為權(quán)系數(shù)矩陣，r():函數(shù)是pO的導(dǎo)數(shù)，最終求得未知參數(shù)為
[0092]
[0093] 在本實(shí)施例中選擇Tukey雙全法進(jìn)行抗差估計(jì)，該方法屬于有淘汰區(qū)的Μ估計(jì)，該 準(zhǔn)則函數(shù)為：
[0094]
[0095] 其中
，131為郵勺第1個(gè)元素，&1為八 的第i行元素，c為回歸因子，取6-12之間的值，用于平衡抗差的能力與效，med代表取中位 數(shù);對η個(gè)統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行排序，若η為奇數(shù)，中位數(shù)就是排序統(tǒng)計(jì)量的對稱中心;若η為偶數(shù)，中 位數(shù)就是位于中間兩個(gè)排序統(tǒng)計(jì)量的平均值；中位數(shù)之所以具有抗差性質(zhì)在與它只利用了 誤差的排序信息，其大小只取決于中間一兩個(gè)排序統(tǒng)計(jì)量的大小，而粗差只影響中位數(shù)取 值在對稱中心周圍很小范圍內(nèi)變化。
[0096]與上述基于433MHz信號的室內(nèi)定位方法的相對應(yīng)，如圖9所示，本實(shí)施例還公開了 一種基于433MHz信號的室內(nèi)定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：
[0097]傳感定位模塊，由固定地點(diǎn)的接收器組成傳感網(wǎng)絡(luò)；
[0098]校驗(yàn)?zāi)K，用于校驗(yàn)所在環(huán)境中參考節(jié)點(diǎn)是否符合定位要求；
[0099]三邊測量定位模塊，用于使用三邊測量模型，計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)的初始位置；
[0100]誤差均攤模塊，用于利用節(jié)點(diǎn)均攤誤差算法，提高待定位節(jié)點(diǎn)定位精度。
[0101]值得一提的是，基于433MHz信號的室內(nèi)定位系統(tǒng)還包括用于實(shí)現(xiàn)上述基于433MHz 信號的室內(nèi)定位方法各步驟的模塊、子模塊、單元、子單元，為避免重復(fù)說明，在此不再贅 述。
[0102] 本發(fā)明的技術(shù)方案不需要大量的人力和較多的時(shí)間去構(gòu)建室內(nèi)離線信號強(qiáng)度數(shù) 據(jù)集，只需要在室內(nèi)固定較少的接收節(jié)點(diǎn)，就能實(shí)現(xiàn)精確的室內(nèi)定位，基本無需人工干預(yù)， 不僅有效降低了室內(nèi)定位系統(tǒng)的成本，而且易于安裝和使用。
[0103] 注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解， 本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、 重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行 了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還 可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于433MHz信號的室內(nèi)定位方法，其特征在于，包括如下步驟： 51、 部署定位傳感網(wǎng)絡(luò)； 52、 待定位節(jié)點(diǎn)向所在測量空間廣播定位請求； 53、 收到定位請求的參考節(jié)點(diǎn)檢驗(yàn)周圍環(huán)境信號強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)，選取至少三個(gè)有效參 考節(jié)點(diǎn)； 54、 根據(jù)參考節(jié)點(diǎn)發(fā)給待定位節(jié)點(diǎn)的RSSI值，利用信號傳播模型計(jì)算出當(dāng)前參考節(jié)點(diǎn) 到待定位節(jié)點(diǎn)的距離； 55、 根據(jù)參考節(jié)點(diǎn)的位置和距離信息，使用三邊測量模型計(jì)算待定位節(jié)點(diǎn)所在位置； 56、 利用節(jié)點(diǎn)均攤誤差算法提高待定位節(jié)點(diǎn)的定位精度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所