本發(fā)明涉及通信定位與導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種定位誤差判別方法及裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，人們對(duì)室內(nèi)外高精度定位的需求不斷增強(qiáng)，多系統(tǒng)組合導(dǎo)航成為了高精度室內(nèi)外定位的熱點(diǎn)研究方向。其中，不同的導(dǎo)航信號(hào)從信號(hào)體制、解調(diào)過(guò)程到解算方法，均有所差別。如何判別各個(gè)信源的信號(hào)的誤差大小，成為了多系統(tǒng)組合導(dǎo)航的重要內(nèi)容之一。其中，信號(hào)的測(cè)量誤差受到多方面的影響，包括：信號(hào)體制自身的固有誤差，例如衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的測(cè)量誤差與Wi-Fi信號(hào)的測(cè)量范圍不一樣；接收機(jī)測(cè)量誤差，例如不同性能的接收機(jī)在接收同一信號(hào)時(shí)可能得到不同大小的測(cè)量誤差；環(huán)境影響誤差，例如多徑影響、人流走動(dòng)、信道衰落等帶來(lái)的誤差。另外，在定位系統(tǒng)中，最終的定位精度往往由接收機(jī)與各信源之間的位置(即幾何精度因子)和信號(hào)測(cè)量誤差共同決定，即使信號(hào)測(cè)量誤差較低，但如果幾何精度因子很大，則同樣無(wú)法得到高精度的定位結(jié)果。

目前，定位系統(tǒng)的誤差判別主要是通過(guò)幾何精度因子和信號(hào)測(cè)量誤差綜合來(lái)判別定位誤差的大小。具體的，先判斷信號(hào)測(cè)量誤差與定位誤差的關(guān)系，并將各信源測(cè)量誤差方差看作是相等的，再根據(jù)各信源測(cè)量誤差計(jì)算得到定位誤差方差，由定位誤差方差可知定位誤差的判別受接收機(jī)與各信源之間的位置的影響，將接收機(jī)與各信源之間的位置定義為幾何精度因子，最后根據(jù)幾何精度因子和信號(hào)測(cè)量誤差共同來(lái)判別定位誤差的大小。

但是，在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中，各定位系統(tǒng)的信號(hào)往往是非等精度的，即不同定位系統(tǒng)的測(cè)量值精度范圍不同，因此現(xiàn)有的誤差判別方法中將各信源測(cè)量誤差方差進(jìn)行相等的假設(shè)，使得在組合導(dǎo)航過(guò)程中，容易出現(xiàn)低精度信號(hào)“污染”高精度信號(hào)的情況，從而導(dǎo)致組合導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差判別的結(jié)果不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種定位系統(tǒng)誤差判別方法及裝置，解決多系統(tǒng)組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)中的非等精度信號(hào)的誤差判別問(wèn)題，提高組合導(dǎo)航的定位精確度。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種定位系統(tǒng)誤差判別方法，所述方法包括：

獲取所述定位系統(tǒng)中各子系統(tǒng)信源的信號(hào)的測(cè)量誤差；

判斷所述測(cè)量誤差的可信度；

獲取所述定位系統(tǒng)中接收機(jī)與所述信源之間的相對(duì)位置；

根據(jù)所述測(cè)量誤差、所述相對(duì)位置及所述測(cè)量誤差的可信度，判別所述定位系統(tǒng)的定位誤差。

可選的，

所述獲取所述定位系統(tǒng)中各子系統(tǒng)信源的信號(hào)對(duì)應(yīng)的測(cè)量誤差，包括：

獲取所述定位系統(tǒng)中各子系統(tǒng)信源的信號(hào)對(duì)應(yīng)的測(cè)量誤差，得到所述測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣；

所述判斷所述測(cè)量誤差的可信度，包括：

判斷所述測(cè)量誤差的可信度，得到所述測(cè)量誤差的可信度矩陣；

所述獲取所述定位系統(tǒng)中接收機(jī)與所述信源之間的相對(duì)位置，包括：

獲取所述定位系統(tǒng)中接收機(jī)與所述信源之間的相對(duì)位置，確定所述定位系統(tǒng)中接收機(jī)與所述信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣；

所述根據(jù)所述測(cè)量誤差、所述相對(duì)位置及所述測(cè)量誤差的可信度，判別所述定位系統(tǒng)的定位誤差，包括：

根據(jù)所述測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣、所述幾何矩陣及所述測(cè)量誤差的可信度矩陣，求解所述定位誤差的協(xié)方差矩陣；

根據(jù)所述定位誤差的協(xié)方差矩陣，得到所述定位系統(tǒng)的定位誤差的判別函數(shù)；

根據(jù)所述判別函數(shù)，判別所述定位系統(tǒng)的定位誤差。

可選的，所述根據(jù)所述測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣、所述幾何矩陣及所述測(cè)量誤差的可信度矩陣，求解所述定位誤差的協(xié)方差矩陣，包括：

根據(jù)公式：

Cov(ε_x)＝(G^TE^-1CG)^-1

求解所述定位誤差的協(xié)方差矩陣，其中，ε_x表示定位誤差，Cov(ε_x)表示定位誤差的協(xié)方差矩陣，G表示所述定位系統(tǒng)中接收機(jī)與所述信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣，G^T表示所述定位系統(tǒng)中接收機(jī)與所述信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，E表示所述測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣，E^-1表示所述測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣的可逆矩陣，C表示所述測(cè)量誤差的可信度矩陣。

可選的，所述根據(jù)所述定位誤差的協(xié)方差矩陣，得到所述定位系統(tǒng)的定位誤差的判別函數(shù)，包括：

根據(jù)公式：

得到所述定位系統(tǒng)的定位誤差的判別函數(shù)，其中，J表示所述定位誤差的判別函數(shù)，G表示所述定位系統(tǒng)中接收機(jī)與所述信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣，G^T表示所述定位系統(tǒng)中接收機(jī)與所述信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，E表示所述測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣，E^-1表示所述測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣的可逆矩陣，C表示所述測(cè)量誤差的可信度矩陣，trace(G^TE^-1CG)^-1指矩陣(G^TE^-1CG)^-1的跡，(G^TE^-1CG)^-1表示所述定位誤差的協(xié)方差矩陣。

可選的，所述判斷所述測(cè)量誤差的可信度，包括：

獲取所述各子系統(tǒng)信源的信號(hào)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量值和所述當(dāng)前時(shí)刻的前一時(shí)刻的真實(shí)值，并將所述前一時(shí)刻的真實(shí)值作為所述當(dāng)前時(shí)刻的估計(jì)值；

根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量值和所述當(dāng)前時(shí)刻的估計(jì)值，得到所述信源的信號(hào)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量誤差；

將所述當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量誤差作為所述多系統(tǒng)組合導(dǎo)航的定位系統(tǒng)的參考測(cè)量值，根據(jù)所述參考測(cè)量值得到所述信源的信號(hào)的信任因子；

獲取所述信源的信號(hào)強(qiáng)度，根據(jù)所述信號(hào)強(qiáng)度和所述信任因子判斷所述信源的信號(hào)的測(cè)量誤差的可信度。

可選的，所述根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量值和所述當(dāng)前時(shí)刻的估計(jì)值，得到所述信源的信號(hào)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量誤差，包括：根據(jù)公式：

得到所述信源的信號(hào)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量誤差，其中，表示所述各子系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量誤差，y_i,k表示所述各子系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量值，C_i表示所述各子系統(tǒng)的測(cè)量矩陣，表示所述當(dāng)前時(shí)刻的前一時(shí)刻的真實(shí)值，i表示所述各子系統(tǒng)信源的編號(hào)，k表示測(cè)量誤差的當(dāng)前時(shí)刻，k-1表示測(cè)量誤差的當(dāng)前時(shí)刻的前一時(shí)刻。

可選的，所述根據(jù)所述信號(hào)強(qiáng)度和所述信任因子判斷所述信源的信號(hào)的測(cè)量誤差的可信度，包括：

將所述信任因子和所述信號(hào)強(qiáng)度作為DS證據(jù)理論的證據(jù)；

計(jì)算所述證據(jù)得到信任函數(shù)和似然函數(shù)；

將所述信任函數(shù)作為所述可信度的信任區(qū)間的下限，將所述似然函數(shù)根據(jù)作為所述可信度的信任區(qū)間的上限，判斷所述信源的信號(hào)的測(cè)量誤差是否在所述可信度的信任區(qū)間內(nèi)，得到所述測(cè)量誤差的可信度。

本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種定位系統(tǒng)誤差判別裝置，所述裝置包括：

第一獲取模塊，用于獲取所述定位系統(tǒng)中各子系統(tǒng)信源的信號(hào)的測(cè)量誤差；

第一判斷模塊，用于判斷所述測(cè)量誤差的可信度；

第二獲取模塊，用于獲取所述定位系統(tǒng)中接收機(jī)與所述信源之間的相對(duì)位置；

第二判斷模塊，用于根據(jù)所述測(cè)量誤差、所述相對(duì)位置及所述測(cè)量誤差的可信度，判別所述定位系統(tǒng)的定位誤差。

可選的，所述第一獲取模塊，還用于：

獲取所述定位系統(tǒng)中各子系統(tǒng)信源的信號(hào)對(duì)應(yīng)的測(cè)量誤差，得到所述測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣；

所述第一判斷模塊，還用于：

判斷所述測(cè)量誤差的可信度，得到所述測(cè)量誤差的可信度矩陣；

所述第二獲取模塊，還用于

獲取所述定位系統(tǒng)中接收機(jī)與所述信源之間的相對(duì)位置，確定所述定位系統(tǒng)中接收機(jī)與所述信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣；

所述第二判斷模塊，還用于：

根據(jù)所述測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣、所述幾何矩陣及所述測(cè)量誤差的可信度矩陣，求解所述定位誤差的協(xié)方差矩陣；

根據(jù)所述定位誤差的協(xié)方差矩陣，得到所述定位系統(tǒng)的定位誤差的判別函數(shù)；

根據(jù)所述判別函數(shù)，判別所述定位系統(tǒng)的定位誤差。

可選的，所述第二判斷模塊，還用于：

根據(jù)公式：

Cov(ε_x)＝(G^TE^-1CG)^-1

求解所述定位誤差的協(xié)方差矩陣，其中，ε_x表示定位誤差，Cov(ε_x)表示定位誤差的協(xié)方差矩陣，G表示所述定位系統(tǒng)中接收機(jī)與所述信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣，G^T表示所述定位系統(tǒng)中接收機(jī)與所述信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，E表示所述測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣，E^-1表示所述測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣的可逆矩陣，C表示所述測(cè)量誤差的可信度矩陣。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種定位誤差判別方法及裝置，先通過(guò)判斷所述測(cè)量誤差的可信度，減少了不同信源的信號(hào)的測(cè)量誤差所帶來(lái)的判別偏差問(wèn)題，再根據(jù)所述測(cè)量誤差、所述相對(duì)位置及所述測(cè)量誤差的可信度，判別所述定位系統(tǒng)的定位誤差。這樣能夠有效解決多系統(tǒng)組合導(dǎo)航中的非等精度信號(hào)的誤差判別問(wèn)題，提高組合導(dǎo)航的定位精確度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種定位系統(tǒng)誤差判別方法的一種流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的DS證據(jù)理論的框架示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種定位系統(tǒng)誤差判別方法的另一種流程圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種定位系統(tǒng)誤差判別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在多系統(tǒng)組合導(dǎo)航的定位系統(tǒng)中，由于各定位系統(tǒng)的信號(hào)往往是非等精度的，即不同定位系統(tǒng)的測(cè)量值精度范圍不同，因此有必要對(duì)各定位系統(tǒng)分別進(jìn)行定位誤差的測(cè)量，從而提高多系統(tǒng)組合導(dǎo)航的定位系統(tǒng)的定位精度。

參見(jiàn)圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種定位系統(tǒng)誤差判別方法的一種流程圖，包括如下步驟：

S101，獲取定位系統(tǒng)中各子系統(tǒng)信源的信號(hào)的測(cè)量誤差；

具體的，系統(tǒng)的定位誤差是由兩個(gè)因素構(gòu)成的，一個(gè)是被定位者(如接收機(jī)、終端等)與信源(如衛(wèi)星、基站等)之間的幾何關(guān)系，另一個(gè)是各個(gè)子系統(tǒng)信源的信號(hào)的測(cè)量誤差，其中問(wèn)題的關(guān)鍵是估算測(cè)量誤差，因?yàn)闇y(cè)量誤差是永遠(yuǎn)無(wú)法精確得知的，否則就能精確得知接收機(jī)的位置了。因此這里獲得的定位系統(tǒng)中各子系統(tǒng)信源的信號(hào)的測(cè)量誤差，是根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量值和當(dāng)前時(shí)刻的前一時(shí)刻的真實(shí)值估算得到的。需要說(shuō)明的是，為了方便理解，本發(fā)明中的被定位者都用接收機(jī)表示，對(duì)于其他被定位者，也都符合本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)范圍，在此不一一列舉。

S102，判斷測(cè)量誤差的可信度；

具體的，判斷可信度是為了確定進(jìn)行誤差判別時(shí)，對(duì)不同定位系統(tǒng)信源的信號(hào)進(jìn)行權(quán)重加成，可信度越高的信源的信號(hào)所占的比重越大，可信度越低的信源的信號(hào)所占的比重越小，可信度為零的信源的信號(hào)就會(huì)被剔除。這樣才能更進(jìn)一步減少定位系統(tǒng)的誤差，提高定位系統(tǒng)的定位精度。

S103，獲取定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置；

具體的，定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置，即幾何精度因子，是判別定位誤差一個(gè)關(guān)鍵的因素。因此，獲取定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置，是為了在判別定位誤差時(shí)，將該相對(duì)位置與其他因素結(jié)合起來(lái)，共同來(lái)判斷定位誤差，使得定位誤差更加精確。這里，其他因素包括影響測(cè)量誤差的各種因素，如信號(hào)載噪比、多徑效應(yīng)、人流干擾等。

S104，根據(jù)測(cè)量誤差、相對(duì)位置及測(cè)量誤差的可信度，判別定位系統(tǒng)的定位誤差。

具體的，在定位系統(tǒng)中，最終的定位精度往往是由接收機(jī)與信源之間的位置和信源的信號(hào)的測(cè)量誤差共同決定的，但是，不同的信源的測(cè)量誤差往往也是不同的，因此本方案不僅僅考慮了接收機(jī)與信源之間的位置和信源的信號(hào)的測(cè)量誤差，還考慮了測(cè)量誤差的可信度。而現(xiàn)有的判別定位誤差的方法，僅通過(guò)測(cè)量誤差和接收機(jī)與信源的相對(duì)位置來(lái)判別定位誤差，本方案通過(guò)加入測(cè)量誤差的可信度這一因素，與現(xiàn)有方法中的測(cè)量誤差和相對(duì)位置共同來(lái)判別定位誤差，提供了精確的定位誤差判斷，也為定位誤差的分析和相關(guān)算法的研究帶來(lái)了好處。

由此可見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種定位誤差判別方法，先通過(guò)判斷測(cè)量誤差的可信度，減少了不同信源的信號(hào)的測(cè)量誤差所帶來(lái)的判別偏差問(wèn)題，再根據(jù)測(cè)量誤差、相對(duì)位置及測(cè)量誤差的可信度，判別定位系統(tǒng)的定位誤差。這樣能夠有效解決多系統(tǒng)組合導(dǎo)航中的非等精度信號(hào)的誤差判別問(wèn)題，提高組合導(dǎo)航的定位精確度。對(duì)于應(yīng)用而言可以更準(zhǔn)確的判斷每個(gè)定位結(jié)果是否可靠，對(duì)于研究而言有了更準(zhǔn)確的定位誤差可以為分析系統(tǒng)誤差提供更可靠的數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，獲取定位系統(tǒng)中各子系統(tǒng)信源的信號(hào)對(duì)應(yīng)的測(cè)量誤差，包括：

獲取定位系統(tǒng)中各子系統(tǒng)信源的信號(hào)對(duì)應(yīng)的測(cè)量誤差，得到測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣；

這里，根據(jù)測(cè)量誤差求解測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣，由于實(shí)際測(cè)量誤差中包含由信號(hào)體制、接收機(jī)參數(shù)等因素導(dǎo)致的固有誤差，本發(fā)明中這些固有誤差由測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣表示。

判斷所述測(cè)量誤差的可信度，包括：

判斷測(cè)量誤差的可信度，得到所述測(cè)量誤差的可信度矩陣；

這里，通過(guò)判斷不同信源的信號(hào)的測(cè)量誤差的可信度，得到的不同信源的信號(hào)的測(cè)量誤差的可信度值，由于各信源的信號(hào)的測(cè)量誤差不相關(guān)，則各可信度值作為矩陣正對(duì)角線上的元素，其余位置元素均為零，這就構(gòu)成了可信度矩陣?？尚哦仁菍?duì)角陣，因此對(duì)于對(duì)角矩陣上某一元素為零的矩陣，都不存在逆矩陣，這樣就會(huì)剔除該信源，從而使得定位誤差更加精確。

獲取定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置，包括：

獲取定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置，確定定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣；

具體的，由于本發(fā)明中的定位系統(tǒng)的定位誤差是通過(guò)數(shù)學(xué)公式計(jì)算得到的，因此有必要將實(shí)際中的參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)的形式。定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置，即幾何精度因子，是判別定位誤差一個(gè)關(guān)鍵的因素，根據(jù)得到的定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置，來(lái)確定定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣。

根據(jù)測(cè)量誤差、相對(duì)位置及測(cè)量誤差的可信度，判別定位系統(tǒng)的定位誤差，包括：

根據(jù)測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣、幾何矩陣及測(cè)量誤差的可信度矩陣，求解定位誤差的協(xié)方差矩陣；

具體的，先通過(guò)定位系統(tǒng)的定位誤差計(jì)算公式：

ε_x＝(G^TG)^-1ε

得到定位誤差，其中ε_x表示定位誤差，G表示定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣，G^T表示定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，ε表示測(cè)量誤差?？梢?jiàn)，通常情況下，定位誤差只受接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置和測(cè)量誤差的影響。

根據(jù)定位誤差的計(jì)算公式得到定位誤差協(xié)方差矩陣，即

COV(ε_x)＝E[ε_xε_x^T]＝(G^TG)^-1G^TE[ε_mε_m^T]G(G^TG)^-1

其中，ε_x表示定位誤差，COV(ε_x)表示定位誤差協(xié)方差矩陣，ε_m為測(cè)量誤差，G表示定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣，G^T表示定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，E表示測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣。其中，ε_m測(cè)量誤差包括了影響測(cè)量值的各種誤差源，例如信號(hào)載噪比、多徑效應(yīng)、人流干擾、建筑環(huán)境特征等。其中人流干擾、建筑環(huán)境特征等因素引起的誤差可等效為信號(hào)載噪比的噪聲，即其通過(guò)影響信號(hào)載噪比來(lái)影響定位精度，它們是時(shí)變的；而信號(hào)特性、測(cè)量電路參數(shù)等因素，與信號(hào)本身及接收機(jī)設(shè)計(jì)有關(guān)，它們一般是非時(shí)變的。影響時(shí)變?cè)肼暸c非時(shí)變?cè)肼暤囊蛩赝窍嚓P(guān)的。理論上，它們符合一定的先驗(yàn)概率分布，實(shí)際情況下，由于環(huán)境因素等影響，實(shí)際測(cè)量誤差中包含由信號(hào)體制、接收機(jī)參數(shù)等因素導(dǎo)致的固有誤差(由測(cè)量誤差協(xié)方差矩陣表示)，和由外部環(huán)境導(dǎo)致的時(shí)變誤差(由測(cè)量誤差的可信度矩陣表示)，而且實(shí)際測(cè)量誤差也和接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置有關(guān)，因此，根據(jù)測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣、幾何矩陣及測(cè)量誤差的可信度矩陣，就可以求解定位誤差的協(xié)方差矩陣。

最終得到定位誤差的協(xié)方差矩陣，即

Cov(ε_x)＝(G^TE^-1CG)^-1

其中，ε_x表示定位誤差，Cov(ε_x)表示定位誤差的協(xié)方差矩陣，G表示定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣，G^T表示定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，E表示測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣，E^-1表示測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣的可逆矩陣，C表示測(cè)量誤差的可信度矩陣。

根據(jù)定位誤差的協(xié)方差矩陣，得到定位系統(tǒng)的定位誤差的判別函數(shù)；

其中，定位誤差的協(xié)方差矩陣表明了定位誤差的判別受測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣、幾何矩陣及測(cè)量誤差的可信度矩陣這三個(gè)參數(shù)的共同影響。

根據(jù)判別函數(shù)，判別定位系統(tǒng)的定位誤差。

具體的，判別函數(shù)中包括測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣、幾何矩陣及測(cè)量誤差的可信度矩陣，根據(jù)測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣、幾何矩陣及測(cè)量誤差的可信度矩陣共同來(lái)判斷定位系統(tǒng)的定位誤差，得到更精確的定位誤差。

在本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣、幾何矩陣及測(cè)量誤差的可信度矩陣，求解定位誤差的協(xié)方差矩陣，包括：

根據(jù)公式：

Cov(ε_x)＝(G^TE^-1CG)^-1

求解定位誤差的協(xié)方差矩陣，其中，ε_x表示定位誤差，Cov(ε_x)表示定位誤差的協(xié)方差矩陣，G表示定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣，G^T表示定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，E表示測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣，E^-1表示測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣的可逆矩陣，C表示測(cè)量誤差的可信度矩陣。

根據(jù)定位誤差的協(xié)方差矩陣，得到定位系統(tǒng)的定位誤差的判別函數(shù)，包括：

根據(jù)公式：

得到定位系統(tǒng)的定位誤差的判別函數(shù)，其中，J表示定位誤差的判別函數(shù)，G表示定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣，G^T表示定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，E表示測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣，E^-1表示測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣的可逆矩陣，C表示測(cè)量誤差的可信度矩陣，trace(G^TE^-1CG)^-1指矩陣(G^TE^-1CG)^-1的跡，(G^TE^-1CG)^-1表示定位誤差的協(xié)方差矩陣。

這樣，就可以直接根據(jù)定位系統(tǒng)的定位誤差的判別函數(shù)公式判斷定位系統(tǒng)的誤差大小，J越大，則誤差越大，J越小，則誤差越小。另外，由定位系統(tǒng)的定位誤差的判別函數(shù)公式可以看出，定位誤差的判別受測(cè)量誤差協(xié)方差矩陣、相對(duì)位置的幾何矩陣及測(cè)量誤差的可信度矩陣三個(gè)參數(shù)的共同影響，通過(guò)測(cè)量誤差、接收機(jī)與信源的相對(duì)位置及測(cè)量誤差的可信度共同來(lái)判別定位誤差，與現(xiàn)有的僅通過(guò)測(cè)量誤差和接收機(jī)與信源的相對(duì)位置來(lái)判別定位誤差的方法相比，進(jìn)一步提供了精確的定位誤差判斷，也為定位誤差的分析和相關(guān)算法的研究帶來(lái)了好處。

在本發(fā)明一個(gè)可選的實(shí)施例中，判斷測(cè)量誤差的可信度，包括：

獲取各子系統(tǒng)信源的信號(hào)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量值和當(dāng)前時(shí)刻的前一時(shí)刻的真實(shí)值，并將前一時(shí)刻的真實(shí)值作為當(dāng)前時(shí)刻的估計(jì)值；

具體的，對(duì)于測(cè)量矩陣為C_i的子系統(tǒng)，當(dāng)某一子系統(tǒng)瞬時(shí)(或者短時(shí)間間隔內(nèi))誤差較大，則認(rèn)為其可信度較低，反之較高。

那么，各子系統(tǒng)的測(cè)量誤差w滿足如下公式：

w_i,k＝y(tǒng)_i,k-C_ix_i,k

其中，表示各子系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量誤差，y_i,k表示各子系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量值，C_i表示各子系統(tǒng)的測(cè)量矩陣，表示當(dāng)前時(shí)刻的估計(jì)值，i表示各子系統(tǒng)信源的編號(hào)，k表示測(cè)量誤差的當(dāng)前時(shí)刻。

但是，在實(shí)際中并不能得到當(dāng)前時(shí)刻的真實(shí)值，而只能得到當(dāng)前時(shí)刻的預(yù)測(cè)值，所以需要將前一時(shí)刻的真實(shí)值作為當(dāng)前時(shí)刻的估計(jì)值，這里的估計(jì)值也是最優(yōu)估計(jì)值。

根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量值和當(dāng)前時(shí)刻的估計(jì)值，得到信源的信號(hào)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量誤差；

具體的，根據(jù)公式：

得到信源的信號(hào)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量誤差，其中，表示各子系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量誤差，y_i,k表示各子系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量值，C_i表示各子系統(tǒng)的測(cè)量矩陣，表示當(dāng)前時(shí)刻的前一時(shí)刻的真實(shí)值，i表示各子系統(tǒng)信源的編號(hào)，k表示測(cè)量誤差的當(dāng)前時(shí)刻，k-1表示測(cè)量誤差的當(dāng)前時(shí)刻的前一時(shí)刻。

將當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量誤差作為多系統(tǒng)組合導(dǎo)航的定位系統(tǒng)的參考測(cè)量值，根據(jù)參考測(cè)量值得到所述信源的信號(hào)的信任因子；

具體的，為了統(tǒng)一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，需要用系統(tǒng)的全局狀態(tài)估計(jì)替換測(cè)量誤差公式中各子系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)，得到相對(duì)測(cè)量誤差，即多系統(tǒng)組合導(dǎo)航的定位系統(tǒng)的參考測(cè)量值，如下公式：

其中，表示k時(shí)刻i系統(tǒng)的相對(duì)測(cè)量誤差值，y_i,k表示各子系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量值，C_i表示各子系統(tǒng)的測(cè)量矩陣，表示系統(tǒng)的全局狀態(tài)下的估計(jì)值，i表示各子系統(tǒng)信源的編號(hào)，M表示多系統(tǒng)組合導(dǎo)航的定位系統(tǒng)，k表示測(cè)量誤差的當(dāng)前時(shí)刻，k-1表示測(cè)量誤差的當(dāng)前時(shí)刻的前一時(shí)刻。

由于各子系統(tǒng)測(cè)量值偏離參考測(cè)量值的越小，若各子系統(tǒng)測(cè)量值的方差陣越大，這就說(shuō)明子系統(tǒng)i在k時(shí)刻的測(cè)量值偏離參考測(cè)量值越遠(yuǎn)。因此將信任因子定義為

其中，γ_i,k表示信源的信號(hào)的信任因子，表示各子系統(tǒng)的測(cè)量值的方差陣，表示各子系統(tǒng)的測(cè)量值偏離所述參考測(cè)量值的方差陣，i表示各子系統(tǒng)信源的編號(hào)，k表示測(cè)量誤差的當(dāng)前時(shí)刻，N表示信源的數(shù)量。

獲取信源的信號(hào)強(qiáng)度，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和信任因子判斷信源的信號(hào)的測(cè)量誤差的可信度。

這里，由于計(jì)算信源的信號(hào)的信任因子的公式中不僅包含了建模及測(cè)量偏差，還包含了因采樣點(diǎn)不充分導(dǎo)致的統(tǒng)計(jì)偏差，因此不能直接將信任因子用于可信度評(píng)估，否則有可能引起較大的評(píng)估誤差。但由于系統(tǒng)永遠(yuǎn)無(wú)法得到精確的誤差統(tǒng)計(jì)特性，因此有必要利用其它冗余信息結(jié)合上述信息綜合進(jìn)行可信度評(píng)估。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)信號(hào)強(qiáng)度和信任因子共同作為評(píng)判測(cè)量誤差的可信度的因素，可以提高測(cè)量誤差的可信度的判斷的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高定位誤差判別的精確度。

另外，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量值和當(dāng)前時(shí)刻的估計(jì)值，得到信源的信號(hào)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量誤差，包括：根據(jù)公式：

得到信源的信號(hào)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量誤差，其中，表示各子系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量誤差，y_i,k表示各子系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量值，C_i表示各子系統(tǒng)的測(cè)量矩陣，表示當(dāng)前時(shí)刻的前一時(shí)刻的真實(shí)值，i表示各子系統(tǒng)信源的編號(hào)，k表示測(cè)量誤差的當(dāng)前時(shí)刻，k-1表示測(cè)量誤差的當(dāng)前時(shí)刻的前一時(shí)刻。

根據(jù)參考測(cè)量值得到信源的信號(hào)的信任因子，包括；

根據(jù)公式：

得到信源的信號(hào)的信任因子，其中，γ_i,k表示信源的信號(hào)的信任因子，表示各子系統(tǒng)的測(cè)量值的方差陣，表示各子系統(tǒng)的測(cè)量值偏離所述參考測(cè)量值的方差陣，i表示各子系統(tǒng)信源的編號(hào)，k表示測(cè)量誤差的當(dāng)前時(shí)刻，N表示信源的數(shù)量。

在本發(fā)明一個(gè)可選的實(shí)施例中，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和信任因子判斷信源的信號(hào)的測(cè)量誤差的可信度，包括：

將信任因子和信號(hào)強(qiáng)度作為DS證據(jù)理論的證據(jù)。

DS證據(jù)理論作為一種不確定推理方法，其主要特點(diǎn)是：滿足比貝葉斯概率論更弱的條件，具有直接表達(dá)“不確定”和“不知道”的能力。在DS證據(jù)理論中，有幾個(gè)基本概念，一是辨識(shí)框架，在本發(fā)明中，辨識(shí)框架是由所有信源組成的集合；二是基本概率分配；三是證據(jù)，本發(fā)明中的證據(jù)為信任因子和信號(hào)強(qiáng)度；四是信任函數(shù)和似然函數(shù)，這兩個(gè)函數(shù)都可以由證據(jù)計(jì)算得到；五是信任區(qū)間，將信任函數(shù)和似然函數(shù)作為可信度的信任區(qū)間，通過(guò)判斷，就可以得到最終的可信度。

參見(jiàn)圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的DS證據(jù)理論的框架示意圖；

由圖2可以看出，辨識(shí)框架Θ＝{信源F_i，i⊙1：N}，Θ為DS證據(jù)理論的辨識(shí)框架，F(xiàn)_i表示多系統(tǒng)組合導(dǎo)航的定位系統(tǒng)中不同定位系統(tǒng)的信源，i表示各子系統(tǒng)信源的編號(hào)，N為信源個(gè)數(shù)。在辨識(shí)框架中，辨識(shí)框架是由所有信源組成的集合。然后選擇信任因子和信號(hào)強(qiáng)度作為DS證據(jù)理論的證據(jù)，通過(guò)DS證據(jù)理論來(lái)判斷各信源測(cè)量誤差的可信度。

計(jì)算證據(jù)得到信任函數(shù)和似然函數(shù)。

在DS證據(jù)理論中，對(duì)于辨識(shí)框架中的某個(gè)假設(shè)，根據(jù)基本概率分配分別計(jì)算出關(guān)于該假設(shè)的信任函數(shù)和似然函數(shù)。這里，信任函數(shù)表示當(dāng)前環(huán)境下，對(duì)某個(gè)假設(shè)的信任程度，信任函數(shù)的值為該假設(shè)的所有子集的基本概率之和，表示對(duì)該假設(shè)的總的信任度。似然函數(shù)又稱為不可駁斥函數(shù)或上限函數(shù)，似然函數(shù)表示對(duì)該假設(shè)為非假的信任度。在DS證據(jù)理論中，分別用信任函數(shù)和似然函數(shù)來(lái)描述知識(shí)的精確信任度、不可駁斥信任度，即可以從不同角度刻畫假設(shè)的不確定性。

將信任函數(shù)作為可信度的信任區(qū)間的下限，將似然函數(shù)根據(jù)作為可信度的信任區(qū)間的上限，判斷信源的信號(hào)的測(cè)量誤差是否在可信度的信任區(qū)間內(nèi)，得到測(cè)量誤差的可信度。

在DS證據(jù)理論中，將信任函數(shù)和似然函數(shù)作為可信度的信任區(qū)間，其中，將信任函數(shù)作為可信度的信任區(qū)間的下限，將似然函數(shù)作為可信度的信任區(qū)間的上限。該信任區(qū)間用以表示對(duì)辨識(shí)框架中的某個(gè)假設(shè)的確認(rèn)程度，然后判斷信源的信號(hào)的測(cè)量誤差是否在可信度的信任區(qū)間內(nèi)，如果測(cè)量誤差在可信度的信任區(qū)間內(nèi)，則認(rèn)為該測(cè)量誤差可信，即該信源可以作為定位系統(tǒng)的誤差判別因素；如果測(cè)量誤差不在可信度的信任區(qū)間內(nèi)，則認(rèn)為該測(cè)量誤差不可信，即信任度為零，對(duì)于信任度為零的信源在定位系統(tǒng)的誤差判別時(shí)將其剔除，這樣，提高了定位誤差的判別精確度。

本發(fā)明實(shí)施例利用DS證據(jù)理論判別測(cè)量誤差的可信度，并在該理論中，引入信任函數(shù)來(lái)度量不確定性，引用似然函數(shù)來(lái)處理由于“不知道”引起的不確定性，并且不必事先給出知識(shí)的先驗(yàn)概率，與主觀的貝葉斯方法相比，具有較大的靈活性。

參見(jiàn)圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種定位系統(tǒng)誤差判別方法的另一種流程圖，包括如下步驟：

S301，計(jì)算各信源的信任因子。

這里，計(jì)算各信源的信任因子主要是為了判別各信源測(cè)量誤差的可信度。

S302，測(cè)量各信源的信號(hào)強(qiáng)度。

這里，信號(hào)強(qiáng)度可以通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)來(lái)測(cè)量，比如可以通過(guò)信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量?jī)x來(lái)測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度。

S303，DS證據(jù)理論。

具體的，通過(guò)DS證據(jù)理論，將信任因子和信號(hào)強(qiáng)度作為DS證據(jù)理論的證據(jù)，根據(jù)證據(jù)來(lái)判斷各信源測(cè)量誤差的可信度。

S304，得到各信源測(cè)量誤差的可信度。

這里，得到各信源測(cè)量誤差的可信度使得定位誤差的判別更加精確。

S305，確定接收機(jī)與信源的幾何矩陣。

這里，接收機(jī)與信源的幾何矩陣即定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣。

S306，求解定位誤差的協(xié)方差矩陣。

這里，根據(jù)測(cè)量誤差協(xié)方差矩陣、相對(duì)位置的幾何矩陣及測(cè)量誤差的可信度矩陣三個(gè)參數(shù)，求解定位誤差的協(xié)方差矩陣。

S307，得到定位誤差的判別函數(shù)。

具體的，得到的定位誤差的判別函數(shù)中包括測(cè)量誤差協(xié)方差矩陣、相對(duì)位置的幾何矩陣及測(cè)量誤差的可信度矩陣這三個(gè)參數(shù)，根據(jù)這三個(gè)參數(shù)共同來(lái)判斷定位誤差的大小，使得定位誤差的判別更加精確。

參見(jiàn)圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種定位系統(tǒng)誤差判別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括如下模塊：

第一獲取模塊401，用于獲取定位系統(tǒng)中各子系統(tǒng)信源的信號(hào)的測(cè)量誤差；

第一判斷模塊402，用于判斷測(cè)量誤差的可信度；

第二獲取模塊403，用于獲取定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置；

第二判斷模塊404，用于根據(jù)測(cè)量誤差、相對(duì)位置及測(cè)量誤差的可信度，判別定位系統(tǒng)的定位誤差。

進(jìn)一步的，第一獲取模塊401，還用于：

獲取定位系統(tǒng)中各子系統(tǒng)信源的信號(hào)對(duì)應(yīng)的測(cè)量誤差，得到測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣；

第一判斷模塊402，還用于：

判斷測(cè)量誤差的可信度，得到測(cè)量誤差的可信度矩陣；

第二獲取模塊403，還用于

獲取定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置，確定定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣；

第二判斷模塊404，還用于：

根據(jù)測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣、幾何矩陣及測(cè)量誤差的可信度矩陣，求解定位誤差的協(xié)方差矩陣；根據(jù)定位誤差的協(xié)方差矩陣，得到定位系統(tǒng)的定位誤差的判別函數(shù)；

根據(jù)判別函數(shù)，判別定位系統(tǒng)的定位誤差。

進(jìn)一步的，第二判斷模塊，還用于：

根據(jù)公式：

Cov(ε_x)＝(G^TE^-1CG)^-1

求解定位誤差的協(xié)方差矩陣，其中，ε_x表示定位誤差，Cov(ε_x)表示定位誤差的協(xié)方差矩陣，G表示定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣，G^T表示定位系統(tǒng)中接收機(jī)與信源之間的相對(duì)位置的幾何矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，E表示測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣，E^-1表示測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣的可逆矩陣，C表示測(cè)量誤差的可信度矩陣。

由此可見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種定位誤差判別裝置，先通過(guò)判斷測(cè)量誤差的可信度，減少了不同信源的信號(hào)的測(cè)量誤差所帶來(lái)的判別偏差問(wèn)題，再根據(jù)測(cè)量誤差、相對(duì)位置及測(cè)量誤差的可信度，判別定位系統(tǒng)的定位誤差。這樣能夠有效解決多系統(tǒng)組合導(dǎo)航中的非等精度信號(hào)的誤差判別問(wèn)題，提高組合導(dǎo)航的定位精確度。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說(shuō)明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用相關(guān)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。