<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Mar. Sci.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Marine Science</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Mar. Sci.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-7745</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fmars.2023.1210519</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Marine Science</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Navigating the depths: a stratification-aware coarse-to-fine received signal strength-based localization for internet of underwater things</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Mei</surname>
<given-names>Xiaojun</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<xref ref-type="author-notes" rid="fn001">
<sup>*</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/995859"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Han</surname>
<given-names>Dezhi</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Saeed</surname>
<given-names>Nasir</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/964172"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>Huafeng</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff4">
<sup>4</sup>
</xref>
<xref ref-type="author-notes" rid="fn001">
<sup>*</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Miao</surname>
<given-names>Fahui</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Xian</surname>
<given-names>Jiangfeng</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff5">
<sup>5</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1919979"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Xinqiang</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff5">
<sup>5</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1293387"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Han</surname>
<given-names>Bing</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff6">
<sup>6</sup>
</xref>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>College of Information Engineering, Shanghai Maritime University</institution>, <addr-line>Shanghai</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>National Engineering Research Center of Ship &amp; Shipping Control System</institution>, <addr-line>Shanghai</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<aff id="aff3">
<sup>3</sup>
<institution>Department of Electrical and Communication Engineering, United Arab Emirates University</institution>, <addr-line>Al Ain</addr-line>, <country>United Arab Emirates</country>
</aff>
<aff id="aff4">
<sup>4</sup>
<institution>Merchant Marine College, Shanghai Maritime University</institution>, <addr-line>Shanghai</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<aff id="aff5">
<sup>5</sup>
<institution>Institute of Logistics Science and Engineering, Shanghai Maritime University</institution>, <addr-line>Shanghai</addr-line>, <country>China</country>
</aff>    <aff id="aff6">
<sup>6</sup>
<institution>Shanghai Ship and Shipping Research Institute Co., Ltd.</institution>, <addr-line>Shanghai</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>Edited by: Shuo Pang, Embry&#x2013;Riddle Aeronautical University, United States</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>Reviewed by: Inayat Khan, University of Engineering and Technology, Mardan, Pakistan; Nebojsa Bacanin, Singidunum University, Serbia</p>
</fn>
<fn fn-type="corresp" id="fn001">
<p>*Correspondence: Huafeng Wu, <email xlink:href="mailto:hfwu@shmtu.edu.cn">hfwu@shmtu.edu.cn</email>; Xiaojun Mei, <email xlink:href="mailto:xjmei94@163.com">xjmei94@163.com</email>
</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>04</day>
<month>09</month>
<year>2023</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2023</year>
</pub-date>
<volume>10</volume>
<elocation-id>1210519</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>22</day>
<month>04</month>
<year>2023</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>14</day>
<month>08</month>
<year>2023</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2023 Mei, Han, Saeed, Wu, Miao, Xian, Chen and Han</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>Mei, Han, Saeed, Wu, Miao, Xian, Chen and Han</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>Underwater wireless sensor networks (UWSNs) are the primary enabling technology for the Internet of underwater things (IoUT), with which all underwater objects can interact and communicate. In UWSNs, localization is vital for military or civilized applications since data collected without location are meaningless. However, accurate localization using acoustic signals in UWSNs is challenging, especially for received signal strength (RSS)-based techniques. The adverse effect of hybrid loss (path and absorption loss) and stratified propagation may severely impact localization accuracy. Even though some schemes have been proposed in the literature, the accuracy is unsatisfactory. To this end, this study proposes a coarse-to-fine localization method (CFLM). The problem is reformed into an alternating nonnegative constrained least squares (ANCLS) framework, where a constrained ellipse adjustment (CEA) using block principal pivoting is proposed to obtain the coarse estimation. A refined step using a Taylor series expansion is then further presented, in which a corrected solution is acquired by iteration. Additionally, this study derives the Cram&#xe9;r-Rao lower bound (CRLB) to evaluate the proposed method. Simulation results show that the proposed CFLM improves the localization accuracy by up to 66 percent compared with weighted least squares (WLS), privacy-preserving localization (PPSL), two-step linearization localization approach (TLLA), particle swarm optimization-based (PSO) localization, and differential evolution-based (DE) localization under different scenarios.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>target localization</kwd>
<kwd>underwater wireless sensor networks (UWSNs)</kwd>
<kwd>received signal strength (RSS)</kwd>
<kwd>stratification effect</kwd>
<kwd>Crame&#x301;r-Rao low bound (CRLB)</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="11"/>
<table-count count="7"/>
<equation-count count="54"/>
<ref-count count="55"/>
<page-count count="16"/>
<word-count count="8218"/>
</counts>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-in-acceptance</meta-name>
<meta-value>Ocean Observation</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1" sec-type="intro">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>The Internet of underwater things (IoUT) is an emerging technology for ocean exploration (<xref ref-type="bibr" rid="B35">Pei et&#xa0;al., 2023</xref>). All underwater objects in IoUT enable interconnections with each other and pass on the sensing data to users of interest (<xref ref-type="bibr" rid="B17">Jiang et&#xa0;al., 2023</xref>). For instance, underwater nodes, including autonomous underwater vehicles (as targets) and stationary nodes on the seabed, sense data and forward it to buoys using wireless links. Then the data are further transmitted to satellite or coastal users, as shown in <xref ref-type="fig" rid="f1">
<bold>Figure&#xa0;1</bold>
</xref>. In what concerns IoUT, underwater wireless sensor networks (UWSNs) are the enabling technologies to ensure stable nodes&#x2019; communication and information interaction (<xref ref-type="bibr" rid="B3">Ahmad et&#xa0;al., 2021</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B1">Ahmad et&#xa0;al., 2022a</xref>). There are several ways for underwater communications in UWSNs, including acoustic, radio, and optical signal-based techniques (<xref ref-type="bibr" rid="B19">Khalil et&#xa0;al., 2021</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B15">Islam et&#xa0;al., 2022</xref>). It is worth noting that acoustic signal-based schemes are generally considered a priority in underwater communications since they can propagate long distances (<xref ref-type="bibr" rid="B2">Ahmad et&#xa0;al., 2022b</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B4">Aman et&#xa0;al., 2023</xref>).</p>
<fig id="f1" position="float">
<label>Figure&#xa0;1</label>
<caption>
<p>Systematic structure of IoUT.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-10-1210519-g001.tif"/>
</fig>
<p>In UWSNs, accurate location information is essential to several applications, including military or civilized missions (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Chen et&#xa0;al., 2022</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B12">Han et&#xa0;al., 2022a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B14">Han et&#xa0;al., 2022b</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B21">Li et&#xa0;al., 2022a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B48">Weiss et&#xa0;al., 2022</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B9">Chen et&#xa0;al., 2023</xref>). However, acquiring the target location underwater is infeasible because global positioning system (GPS) signals suffer from severe attenuation (<xref ref-type="bibr" rid="B29">Mei et&#xa0;al., 2022b</xref>). Therefore, underwater localization techniques have been extensively investigated (<xref ref-type="bibr" rid="B51">Zhang et&#xa0;al., 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B55">Zhao et&#xa0;al., 2020</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B25">Luo et&#xa0;al., 2021</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B27">Mei et&#xa0;al., 2023</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B40">Sathish et&#xa0;al., 2023</xref>). Tons of localization methods have been developed, including time of arrival (TOA), time difference of arrival (TDOA), angle of arrival (AOA), and received signal strength (RSS)-based techniques (<xref ref-type="bibr" rid="B25">Luo et&#xa0;al., 2021</xref>). It should be noted that RSS-based techniques have gained substantial attention because they are cost-effective and synchronization-free compared with TOA-, TDOA-, and AOA-based approaches (<xref ref-type="bibr" rid="B39">Saeed et&#xa0;al., 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B31">Mei et&#xa0;al., 2020b</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B32">Mei et&#xa0;al., 2021</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B20">Li et&#xa0;al., 2022c</xref>). However, obtaining accurate locations using RSS-based methods is challenging. Even though some approaches have been proposed in the literature (<xref ref-type="bibr" rid="B30">Mei et&#xa0;al., 2020a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B25">Luo et&#xa0;al., 2021</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B22">Li et&#xa0;al., 2022b</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B29">Mei et&#xa0;al., 2022b</xref>), the accuracy is not satisfactory, especially when suffering from hybrid loss (path loss and absorption loss) and stratified propagation simultaneously.</p>
<p>Therefore, this study develops a coarse-to-fine localization method (CFLM) using RSS information. The localization problem is reshaped into an alternative nonnegative constraint least squares (ANCLS) framework, in which a compensated ray-tracing model with RSS information is established. A constrained ellipse adjustment (CEA) is proposed based on block principal pivoting, with which the potential coarse estimation is filtered and exchanged from one group to another within the constraint. In addition, a Taylor series expansion method is further proposed in the second step of CFLM, in which an iteration acquires a corrected solution.</p>    <p>The main contributions of the paper are as follows:</p>
<list list-type="order">
<list-item>
<p>The study presents a novel CFLM that integrates the CEA technique and a first-order Taylor series expansion to obtain more accurate location information than existing methods.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>An RSS-based CRLB considering hybrid loss and stratification effect is derived to serve as a benchmark for evaluating the performance of an estimator.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Simulations are carried out in different scenarios to demonstrate the outperformance of CFLM compared with some localization methods.</p>
</list-item>
</list>
<p>The remainder of this paper is organized as follows: In Section 2, the paper illustrates some related works of underwater localization in UWSNs. The problem with RSS measurement is formulated under the stratification effect in Section 3. Section 4 demonstrates the CFLM, while the CRLB is derived in Section 5. Section 6 discusses the comprehensive simulations and results. Finally, Section 7 concludes the study.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<label>2</label>
<title>Related works</title>
<p>Underwater localization is a challenging task that has drawn much attention in the literature (<xref ref-type="bibr" rid="B25">Luo et&#xa0;al., 2021</xref>). It has been proved that range-based methods can obtain more accurate location information than ranged-free techniques (<xref ref-type="bibr" rid="B29">Mei et&#xa0;al., 2022b</xref>). Thus, the range-based scheme is considered the priority when localization accuracy matters in the mission. In the range-based scheme, the localization contains 1) ranging acquirement and 2) solution acquisition. The former is calculated based on the time flight, array angle, or signal intensity, while the latter is generally solved by algorithms (<xref ref-type="bibr" rid="B49">Wu et&#xa0;al., 2018</xref>).</p>
<p>Compared with the ranging acquirement, algorithmic performance improvement is an efficient way to upgrade localization accuracy (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Chang et&#xa0;al., 2019</xref>). The authors (<xref ref-type="bibr" rid="B33">Menaka and Gauni, 2022</xref>) presented an energy-free heuristic neural network (HNN) localization approach that combines the long- and short-term memory (LSTM) methods and particle swarm optimization (PSO) with a repeated iterative technique (RFT) to achieve minimum localization error. The authors (<xref ref-type="bibr" rid="B44">Strumberger et&#xa0;al., 2019</xref>) have proposed the improved tree growth algorithm (TGA) and the elephant herding optimization (EHO) for localization, wherein a dynamic behavior and a limit control parameter were introduced in TGA and EHO, respectively. Similar metaheuristic methods have been developed for localization in the area of interest (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Derrac et&#xa0;al., 2011</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B34">Miao et&#xa0;al., 2021</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B5">Bacanin et&#xa0;al., 2022</xref>). However, the localization accuracy is modified at the cost of tremendous particles or iterations, which may need extra computational time for calculation (<xref ref-type="bibr" rid="B42">Sharma and Gupta, 2020</xref>).</p>
<p>Analytical methods can achieve a closed-formed solution without particles than metaheuristic methods. Moreover, efficiency can significantly improve (<xref ref-type="bibr" rid="B46">Su et&#xa0;al., 2020</xref>). To mention a few, (<xref ref-type="bibr" rid="B23">Li et&#xa0;al., 2020</xref>) studied a majorization-minimization-based underwater localization using TDOA measurements, wherein the target location was determined through a three-step operation. (<xref ref-type="bibr" rid="B16">Jia et&#xa0;al., 2023</xref>) investigated the motion effect for locating a target using an AOA-based technique, wherein a computationally attractive closed-form estimator was derived. (<xref ref-type="bibr" rid="B24">Li et&#xa0;al., 2023</xref>) have proposed a novel localization framework based on the track-before-detect (TBD) theory using TOA measurements.</p>
<p>In contrast to TDOA, AOA, and TOA-based methods, there is no need for RSS-based techniques to address time synchronization and array equipment (<xref ref-type="bibr" rid="B28">Mei et&#xa0;al., 2022a</xref>). In this case, an upsurge of interest has been taken to the RSS-based approaches in underwater localization. To name a few, <xref ref-type="bibr" rid="B28">Mei et&#xa0;al. (2022a)</xref> investigated the optimal deployment of autonomous surface vehicles (ASVs) to minimize underwater localization errors. <xref ref-type="bibr" rid="B36">Pourkabirian et&#xa0;al. (2023)</xref> have proposed a semidefinite programming (SDP) method to mitigate errors caused by path loss. <xref ref-type="bibr" rid="B30">Mei et&#xa0;al. (2020a)</xref> studied a localization scheme with hybrid loss, including path and absorption losses. They reconstructed the localization problem as a generalized trust region subproblem and presented an absorption mitigation technique. <xref ref-type="bibr" rid="B26">Mahmutoglu and Turk (2019)</xref> proposed an absorption mitigation method using RSS information using a differential operation to improve localization accuracy.</p>
<p>As mentioned above, research has been investigated under the straight propagation assumption. Nevertheless, acoustic signal propagation may suffer from the stratification effect caused by underwater heterogeneity (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Berger et&#xa0;al., 2008</xref>). The stratification effect has been proven to degrade localization accuracy significantly (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Han et&#xa0;al., 2018</xref>). <xref ref-type="bibr" rid="B37">Poursheikhali and Zamiri-Jafarian (2021)</xref> developed an array-RSS localization method based on an iterative algorithm to mitigate the errors caused by inhomogeneous underwater media. <xref ref-type="bibr" rid="B50">Yan et&#xa0;al. (2021)</xref> investigated underwater localization using RSS information with a malicious anchor detection strategy under a stratification effect. (<xref ref-type="bibr" rid="B53">Zhang et&#xa0;al., 2016</xref>) have verified the stratified propagation impacts on localization accuracy via simulation results.</p>
<p>Unfortunately, these studies considered either hybrid loss or stratification effects. Hybrid loss and stratification effects were rarely considered simultaneously, posing a challenge in acquiring accurate location information. Moreover, the existing methods could not achieve satisfactory localization performance under the stratified propagation and severe path and absorption loss. The paper studies the localization algorithm under the negative factors in this case. The problem is formulated as an ANCLS framework after a linearization manipulation. Then, a block pivoting principle-based CEA is proposed to acquire the coarse estimation, in which the solution is filtered by constraints from one group to another. The study develops a refined step based on the first-order Taylor expansion series to refine the solution further. The final solution is obtained by iteration, which CRLB also validates in simulations.</p>
</sec>
<sec id="s3">
<label>3</label>
<title>Problem formulation</title>
<p>In this section, the study first investigates the measurement model by the RSS-based technique. The model is then expanded to the scenario with stratified propagation.</p>
<sec id="s3_1">
<label>3.1</label>
<title>Received signal strength model</title>
<p>This study considers a three-dimensional UWSN containing <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im1">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>anchor nodes with known locations and a target whose position needs determining. Suppose that the position of the <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im2">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>th</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> anchor node is <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im3">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im4">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi><mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext></mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and the target position is</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im5">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im6">
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> represents the transpose operation. This study assumes that the target can transmit an acoustic signal with RSS information to the anchors (<xref ref-type="bibr" rid="B30">Mei et&#xa0;al., 2020a</xref>).</p>
<disp-formula>
<label>(1)</label>
<mml:math display="block" id="M1">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>r</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>log</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im7">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>r</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the received signal power of the <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im8">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>th</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> anchor node from the target, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im9">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the transmit power, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im10">
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> represents the path loss exponent, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im11">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the distance between the <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im12">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>th</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> anchor and target, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im13">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the reference distance (1 m), <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im14">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the shadowing noise modeled as a Gaussian distribution with zero mean and variance <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im15">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im16">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the absorption coefficient obtained from Thorp&#x2019;s formula (<xref ref-type="bibr" rid="B43">Stojanovic and Preisig, 2009</xref>) according to</p>
<disp-formula>
<label>(2)</label>
<mml:math display="block" id="M2">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.11</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4100</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2.75</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>0.003</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im17">
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the frequency.</p>
<p>A standard RSS-based terrestrial localization scheme is developed using <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im18">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> . In practice, the frequency at which the acoustic system operates in UWSNs varies from 10 kHz to 1000 kHz, where the corresponding <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im19">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be 0.001 dB/m to 0.32 dB/m (<xref ref-type="bibr" rid="B43">Stojanovic and Preisig, 2009</xref>).</p>
</sec>
<sec id="s3_2">
<label>3.2</label>
<title>Ray-tracing length under stratification effect</title>
<p>In contrast to terrestrial environments, acoustic signals do not propagate straightly owing to stratification. The travel length is prone to an arc, as shown in <xref ref-type="fig" rid="f2">
<bold>Figure&#xa0;2</bold>
</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="B50">Yan et&#xa0;al., 2021</xref>). Moreover, the localization accuracy may degrade if directly using the straight propagation line (<xref ref-type="bibr" rid="B29">Mei et&#xa0;al., 2022b</xref>). Accordingly, a compensated model using Snell&#x2019;s law is used (<xref ref-type="bibr" rid="B52">Zhang et&#xa0;al., 2020</xref>) such that</p>
<fig id="f2" position="float">
<label>Figure&#xa0;2</label>
<caption>
<p>Example of a stratification effect scheme.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-10-1210519-g002.tif"/>
</fig>
<disp-formula>
<label>(3)</label>
<mml:math display="block" id="M3">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im20">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im21">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the corresponding angles to the target and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im22">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>th</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> anchor, respectively, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im23">
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is a constant, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im24">
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>represents the depth information, and</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im25">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>&#xb7;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>is the function of sound speed following the isogradient model (<xref ref-type="bibr" rid="B45">Su et&#xa0;al., 2022</xref>) such that</p>
<disp-formula>
<label>(4)</label>
<mml:math display="block" id="M4">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im26">
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the steepness of the sound speed profile (SSP), and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im27">
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the speed of sound on the ocean surface.</p>
<p>From <xref ref-type="fig" rid="f2">
<bold>Figure&#xa0;2</bold>
</xref>, we also have</p>
<disp-formula>
<label>(5)</label>
<mml:math display="block" id="M5">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>tan</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#xa0;and&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im28">
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the horizontal range following <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im29">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im30">
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the ray-tracing length, and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im31">
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> represents the travel time.</p>
<p>The following expression is obtained by exploiting derivates with respect to</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im32">
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> and</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im33">
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> , i.e</p>
<disp-formula>
<label>(6)</label>
<mml:math display="block" id="M6">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>Taking the integral and replacing (6) with (5), the underwater ray-tracing length, considering an isogradient SSP, can be expressed as</p>
<disp-formula>
<label>(7)</label>
<mml:math display="block" id="M7">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im34">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im35">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are further expressed as <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im36">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im37">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im38">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>arctan</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac bevelled="true">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im39">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>arctan</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac bevelled="true">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , respectively.</p>
<p>The compensated model is then derived, and the distance between the</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im40">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>th</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> anchor and target can be acquired using the ray-tracing length. To this end, the RSS-based measurement model in (1) is then further transformed into</p>
<disp-formula>
<label>(8)</label>
<mml:math display="block" id="M8">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>r</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>log</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<label>4</label>
<title>Proposed method</title>
<p>This section illustrates the proposed method, where the localization problem is transformed into an ANCLS framework first. Subsequently, a coarse estimation method based on block principal pivoting is presented. A Taylor series expansion approach is further developed using a linearization operation to refine the solution.</p>
<sec id="s4_1">
<label>4.1</label>
<title>Alternative nonnegative constrained least squares framework</title>
<p>Let 
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im41">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and provide the observation vector 
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im42">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>r</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Then the probability density function (PDF) can be expressed as</p>
<disp-formula>
<label>(9)</label>
<mml:math display="block" id="M9">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>|</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>r</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>log</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>By maximizing the PDF, the maximum likelihood (ML) estimator can be derived as</p>
<disp-formula>
<label>(10)</label>
<mml:math display="block" id="M10">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:munder>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>r</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>log</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im43">
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:math>
</inline-formula> is the estimate.</p>
<p>However, solving the problem in (10) accurately is challenging owing to its high nonconvexity. Thus, the problem is then transformed into an ANCLS framework.</p>
<p>Let 
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im44">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. By applying the transformation and linearization manipulation, the problem in (10) can be converted into</p>
<disp-formula>
<label>(11)</label>
<mml:math display="block" id="M11">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:munder>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im45">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>r</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im46">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb7;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>is the <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im47">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>norm.</p>
<p>After squaring the range, (11) can be rewritten as</p>
<disp-formula>
<label>(12)</label>
<mml:math display="block" id="M12">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:munder>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im48">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Given</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im49">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>as the estimated parameter, the localization problem can be transformed into</p>
<disp-formula>
<label>(13)</label>
<mml:math display="block" id="M13">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:munder>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mtext>W</mml:mtext>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula>
<label>(14)</label>
<mml:math display="block" id="M14">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mn>&#x2003;1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo><mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo><mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mn>&#x2003;1</mml:mn>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow> <mml:mtext>and&#xa0;</mml:mtext><mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>With the constraint of <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im51">
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, i.e., <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im52">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the original problem in (10) can be reformed into the ANCLS framework, as shown in (13), with a single right-hand side (RHS) vector (<xref ref-type="bibr" rid="B18">Kannan et&#xa0;al., 2018</xref>).</p>
</sec>
<sec id="s4_2">
<label>4.2</label>
<title>Coarse estimation by CEA</title>
<p>Assuming that the matrix <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im53">
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> has a full column rank, the problem in (13) is strictly convex because</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im54">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is positively definite. An optimal solution is acquired when it satisfies the Karush&#x2013;Kuhn&#x2013;Tucker (KKT) optimality condition, expressed as</p>
<disp-formula>
<label>(15)</label>
<mml:math display="block" id="M15">
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(16)</label>
<mml:math display="block" id="M16">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>

<disp-formula>
<label>(17)</label>
<mml:math display="block" id="M17">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im57">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>is the number of estimated variables (blocks) in <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im58">
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>To obtain a feasible solution in (13), the index set <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im59">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>is split into two groups, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im60">
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im61">
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, such that <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im62">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im63">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2229;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2205;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In addition, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im64">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im65">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im66">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im67">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are defined as subsets of variables with corresponding indices and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im68">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im69">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the submatrices of <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im70">
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mstyle>
</mml:math>
</inline-formula> with corresponding column indices.</p>
<p>At the initiation, let</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im71">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2205;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> ,</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im72">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , and</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im73">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> . Accordingly, (17) holds for any values of</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im74">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im75">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> . A complementary basic solution</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im76">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> that can be acquired by (18) and (19) is feasible only when</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im77">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im78">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> . Otherwise,</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im79">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is infeasible.</p>
<disp-formula>
<label>(18)</label>
<mml:math display="block" id="M18">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mtext>W</mml:mtext>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(19)</label>
<mml:math display="block" id="M19">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mtext>W</mml:mtext>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mtext>W</mml:mtext>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>If</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im80">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is infeasible, an updated procedure must be manipulated by exchanging variables for which (16) does not hold. This study defines an index set as</p>
<disp-formula>
<label>(20)</label>
<mml:math display="block" id="M20">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2131;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>Accordingly, a variable</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im81">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im82">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2131;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is an infeasible variable. The updated rule of</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im83">
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> and</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im84">
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>can be expressed as</p>
<disp-formula>
<label>(21)</label>
<mml:math display="block" id="M21">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x211b;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x211b;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2229;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(22)</label>
<mml:math display="block" id="M22">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x211b;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x211b;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2229;</mml:mo>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im85">
<mml:mi>&#x211b;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the nonempty subset, such that <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im86">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x211b;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2282;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2131;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Notably, a cycle or failure to find an optimal solution may occur during the updated procedure. Therefore, a backup rule should be adopted to ensure a finite termination, which can be expressed as</p>
<disp-formula>
<label>(23)</label>
<mml:math display="block" id="M23">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>}</mml:mi>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>In addition, this study defines variable <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im87">
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> as a buffer in the updated procedure. The value of <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im88">
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is reduced by 1 if the updated round increases the number of infeasible variables. When <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im89">
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is zero, the backup rule is used, such that the number of infeasible variables is smaller than the lowest value and stored in <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im90">
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> . The procedure for coarse estimation is as follows: |<italic>F</italic>| denotes the number of variables at each iteration, and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im91">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is suggested by (<xref ref-type="bibr" rid="B10">Cimini and Bemporad, 2017</xref>) to accelerate the convergence.</p>
<table-wrap position="anchor">
<table frame="hsides">
<tbody>
<tr>
<td valign="middle" align="left">
<bold>Pseudocode of Coarse Estimation by CEA</bold>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">1. Calculate the RSS measurements.</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">2. Reshape the localization problem into the ANCLS framework.</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">3. Initialize: <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im92">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2205;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im93">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im94">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im95">
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im96">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im97">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">4. Compute <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im98">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im99">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>according to (18) and (19).</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">5. <bold>While</bold> <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im100">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>is infeasible, <bold>do</bold>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">6. Compute <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im101">
<mml:mi>&#x2131;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> according to (20).</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">7. If <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im102">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mo>&#x2223;</mml:mo>
<mml:mo>&lt;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, then <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im103">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mo>&#x2223;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im104">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im105">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x211b;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>&#x2131;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">8. If <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im106">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mo>&#x2223;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im107">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, then <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im108">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im109">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x211b;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>&#x2131;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">9. If <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im110">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mo>&#x2223;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im111">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, then <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im112">
<mml:mi>&#x211b;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>is defined by (23).</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">10. Update <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im113">
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im114">
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> according to (21) and (22)</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">11. Update <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im115">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>&#x210b;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im116">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>&#x2102;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> according to (18) and (19)</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">12. <bold>End While</bold>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s4_3">
<label>4.3</label>
<title>Refined estimation</title>
<p>Although CEA can obtain a relatively feasible solution, it can easily drop to a local optimum owing to its nature. This section proposes a Taylor series expansion-based algorithm to refine the solution further.</p>
<p>Recalling the problem in (11), the equation is expanded, and the constant item is ignored.</p>
<disp-formula>
<label>(24)</label>
<mml:math display="block" id="M24">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:munder>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>(24) can be further converted into a surrogate function, such that</p>
<disp-formula>
<label>(25)</label>
<mml:math display="block" id="M25">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2111;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">&#xfe38;</mml:mo>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="true">&#xfe38;</mml:mo>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mi>,</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im117">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is convex, and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im118">
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is concave.</p>
<p>Theoretically, the concave function should have an upper bound based on the first-order Taylor expansion (<xref ref-type="bibr" rid="B54">Zhang and Zheng, 2010</xref>). Assuming that</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im119">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the estimate in the</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im120">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>th</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>iteration,</p>
<disp-formula>
<label>(26)</label>
<mml:math display="block" id="M26">
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo>&#x2207;</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im121">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2207;</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>&#xb7;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the gradient.</p>
<p>Substituting (26) for</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im122">
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in (25) yields</p>
<disp-formula>
<label>(27)</label>
<mml:math display="block" id="M27">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2111;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>|</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>Notably, the surrogate function is bounded below and can converge to a limit point (<xref ref-type="bibr" rid="B47">Sun et&#xa0;al., 2017</xref>). Therefore, given the <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im123">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>th</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>location estimate, the refined solution can be obtained by an iterative operation, such that</p>
<disp-formula>
<label>(28)</label>
<mml:math display="block" id="M28">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where the initial guess is obtained through CEA; that is <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im124">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CEA</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The flowchart of the proposed method is depicted in <xref ref-type="fig" rid="f3">
<bold>Figure&#xa0;3</bold>
</xref>, while the pseudocode of the CFLM is summarized as follows:</p>
<fig id="f3" position="float">
<label>Figure&#xa0;3</label>
<caption>
<p>The flowchart of the proposed method.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-10-1210519-g003.tif"/>
</fig>
<table-wrap position="anchor">
<table frame="hsides">
<tbody>
<tr>
<td valign="middle" align="left">
<bold>Pseudocode of CFLM</bold>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">1. Initialize: Anchors, RSS measurements, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im125">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1000</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im126">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">2. Acquire the coarse solution <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im127">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CEA</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>from CEA</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">3. Reconstruct the localization problem to a surrogate function as (24).</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">4. The first-order Taylor series expansion operation as to (26)</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">5. <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im128">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CEA</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">6. <bold>While</bold> <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im129">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <bold>do</bold>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">6. <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im130">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>27</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">7. <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im131">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">8. <bold>End While</bold> ( <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im132">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="left">9. <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im133">
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mi>&#x2118;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s4_4">
<label>4.4</label>
<title>CRLB of RSS-based technique under the stratification effect</title>
<p>The CRLB using the RSS-based technique under the stratification effect was derived as a benchmark for the unbiased estimator (<xref ref-type="bibr" rid="B41">Sengijpta, 1993</xref>). Given the Gaussian noise assumption, such that <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im134">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the CRLB is expressed as</p>
<disp-formula>
<label>(29)</label>
<mml:math display="block" id="M29">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtext>Tr</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtext>Tr</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mstyle mathvariant="bold">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im135">
<mml:mrow>
<mml:mtext>Tr</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the trace function, and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im136">
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the Fisher information matrix.</p>
<p>From (1), the partial derivatives can be expressed as</p>
<disp-formula>
<label>(30)</label>
<mml:math display="block" id="M30">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>r</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>ln</mml:mi>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(31)</label>
<mml:math display="block" id="M31">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>r</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>ln</mml:mi>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(32)</label>
<mml:math display="block" id="M32">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>r</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>ln</mml:mi>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>Inserting (6) into (5) and taking the integral operation yields</p>
<disp-formula>
<label>(33)</label>
<mml:math display="block" id="M33">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;s.t.&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>

<disp-formula>
<label>(34)</label>
<mml:math display="block" id="M34">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>The following equations are derived after obtaining the partial derivatives of (33) and (34) with respect to</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im138">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im139">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively:</p>
<disp-formula>
<label>(35)</label>
<mml:math display="block" id="M35">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(36)</label>
<mml:math display="block" id="M36">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(37)</label>
<mml:math display="block" id="M37">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(38)</label>
<mml:math display="block" id="M38">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>According to (7), the derivatives of the ray-tracing length with respect to</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im143">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> are</p>
<disp-formula>
<label>(39)</label>
<mml:math display="block" id="M39">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>tan</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(40)</label>
<mml:math display="block" id="M40">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>tan</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(41)</label>
<mml:math display="block" id="M41">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>tan</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>Where</p>
<disp-formula>
<mml:math display="block" id="M47">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<mml:math display="block" id="M48">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</disp-formula>

<disp-formula>
<mml:math display="block" id="M49">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<mml:math display="block" id="M50">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo> </mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<mml:math display="block" id="M51">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c5;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow><mml:mtext>, and</mml:mtext> </mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<mml:math display="block" id="M52">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow><mml:mtext>, with</mml:mtext> </mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<mml:math display="block" id="M53">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow><mml:mtext>, with</mml:mtext> </mml:math>
</disp-formula>

<disp-formula>
<label>(42)</label>
<mml:math display="block" id="M54">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c5;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<mml:math display="block" id="M55">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow> <mml:mtext>and</mml:mtext> </mml:math>
</disp-formula>

<disp-formula>
<label>(43)</label>
<mml:math display="block" id="M43">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>Following (30)&#x2013;(43), <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im152">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>can be further expressed as</p>
<disp-formula>
<label>(44)</label>
<mml:math display="block" id="M44">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im153">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>ln</mml:mi>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Let</p>
<disp-formula>
<label>(45)</label>
<mml:math display="block" id="M45">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x393;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d2;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#xb7;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x39e;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#xb7;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x39b;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3a0;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#xb7;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d6;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>The CRLB using RSS-based technique under the stratification effect is expressed as</p>
<disp-formula>
<label>(46)</label>
<mml:math display="block" id="M46">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtext>Tr</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtext>Tr</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x393;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d2;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x39e;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d2;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3a0;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x39e;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3a0;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x39b;</mml:mi>
<mml:mtext>o</mml:mtext>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<label>5</label>
<title>Simulation results</title>
<p>This section discusses the simulations performed for different scenarios to verify the effectiveness of the proposed method. Simulations are executed on a MATLAB R2021b setup with some fixed parameters, as shown in <xref ref-type="table" rid="T1">
<bold>Table&#xa0;1</bold>
</xref>. In addition, a random function is used to mimic a highly dynamic situation, where the positions of the anchor and target are not fixed in each Monte Carlo trial. Moreover, some approaches, including the weighted least squares (WLS) (<xref ref-type="bibr" rid="B51">Zhang et&#xa0;al., 2019</xref>), privacy-preserving localization (PPSL) (<xref ref-type="bibr" rid="B55">Zhao et&#xa0;al., 2020</xref>), two-step linearization localization approach with RSS only (TLLA-RSS) (<xref ref-type="bibr" rid="B27">Mei et&#xa0;al., 2023</xref>), CEA, CFLM, and CRLB (45), are included in the simulations. Besides, some metaheuristic approaches, including particle swarm optimization (PSO) and differential evolution (DE)-based localization proposed in (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Derrac et&#xa0;al., 2011</xref>), are performed for comparison. The root mean square error (RMSE) is derived to evaluate the localization accuracy. <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im159">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im160">
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:math>
</inline-formula> is the estimated location, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im161">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the total number of Monte Carlo trials, set to 1000 in these simulations, and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im162">
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im163">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>th</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Monte Carlo trial.</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>Table&#xa0;1</label>
<caption>
<p>Fixed parameters in simulations.</p>
</caption>
<table frame="hsides">
<thead>
<tr>
<th valign="middle" align="center">Parameters</th>
<th valign="middle" align="center">Value</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im154">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">-55 dBm</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im155">
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">3</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im156">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">1 m</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im157">
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">1500 m/s</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im158">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">0.06 dB/m</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<sec id="s5_1">
<label>5.1</label>
<title>Scenario with variable anchors</title>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="f4">
<bold>Figure&#xa0;4</bold>
</xref> shows the results of cumulative distribution function (CDF) when <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im164">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;dB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im165">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>50</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im166">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <xref ref-type="fig" rid="f4">
<bold>Figures&#xa0;4A&#x2013;D</bold>
</xref>) show the schemes with <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im167">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im168">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im169">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im170">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. Notably, the number of available measurements increases as the anchor grows. In this case, the localization accuracy improves, as shown in <xref ref-type="fig" rid="f4">
<bold>Figure&#xa0;4</bold>
</xref>. For example, the probability of <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im171">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5.43</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>reaches 95% for the CFLM in <xref ref-type="fig" rid="f4">
<bold>Figure&#xa0;4A</bold>
</xref>), where the CFLM error is 3.61 m at the same probability as in <xref ref-type="fig" rid="f4">
<bold>Figure&#xa0;4D</bold>
</xref>). The same situation is observed for WLS, PPSL, CEA, PSO, DE, and TLLA-RSS. <xref ref-type="table" rid="T2">
<bold>Table&#xa0;2</bold>
</xref> summarizes the corresponding errors and probabilities for <xref ref-type="fig" rid="f4">
<bold>Figures&#xa0;4A, D</bold>
</xref>). Among these methods, the CFLM performs better than the WLS, PPSL, CEA, PSO, DE, and TLLA-RSS. Its performance is close to that of CRLB, although the margin remains remarkable when <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im206">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&gt;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<fig id="f4" position="float">
<label>Figure&#xa0;4</label>
<caption>
<p>CDF of variable anchors when <italic>&#x3c3;</italic>
<sub>i</sub> = 3 dB. <italic>sidelength</italic> = 50&#x2009;m, and <italic>&#x3b8;</italic> = 0.1, where A, B, C and D are scenarios with <italic>N</italic> = 4, <italic>N</italic> = 6, <italic>N</italic> = 8, and <italic>N</italic> = 10, respectively.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-10-1210519-g004.tif"/>
</fig>
<table-wrap id="T2" position="float">
<label>Table&#xa0;2</label>
<caption>
<p>CDF of the methods under variable anchors.</p>
</caption>
<table frame="hsides">
<thead>
<tr>
<th valign="middle" rowspan="2" align="center">Method</th>
<th valign="middle" colspan="2" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im172">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th valign="middle" colspan="2" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im173">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
<tr>
<th valign="middle" align="center">Probability (50%)</th>
<th valign="middle" align="center">Probability (95%)</th>
<th valign="middle" align="center">Probability (50%)</th>
<th valign="middle" align="center">Probability (95%)</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="middle" align="center">WLS</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im174">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5.56</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im175">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>21.28</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im176">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.33</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im177">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5.06</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">PPSL</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im178">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.76&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im179">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>16.42&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im180">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.84&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im181">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.99&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">CEA</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im182">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.82&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im183">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>8.10&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im184">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.70&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im185">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.51&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">TLLA-RSS</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im186">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.48&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im187">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>6.62&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im188">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.53&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im189">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.04&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">PSO</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im190">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.14&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im191">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.99&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im192">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.81&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im193">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.34&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">DE</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im194">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.13&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im195">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5.44&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im196">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.54&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im197">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.98&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">CFLM</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im198">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.97&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im199">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5.43&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im200">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.14&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im201">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.61&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">CRLB</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im202">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5e-2&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im203">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5e-1&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im204">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>9e-3&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im205">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5e-2&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>An error analysis is performed to further evaluate the performance of each Monte Carlo trial, as shown in <xref ref-type="fig" rid="f5">
<bold>Figure&#xa0;5</bold>
</xref>. <xref ref-type="fig" rid="f5">
<bold>Figures&#xa0;5A, B</bold>
</xref>) show the scenarios with <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im207">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im208">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. As shown in <xref ref-type="fig" rid="f5">
<bold>Figure&#xa0;5</bold>
</xref>, outliers can occur in some situations. However, the CFLM performs better than the other methods. Its third quartile, median, and first quartile errors in <xref ref-type="fig" rid="f5">
<bold>Figure&#xa0;5A</bold>
</xref>) are 3.12 m, 2.51 m, and 1.96 m, respectively. This outperformance is remarkable with <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im209">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The median errors of the CFLM, TLLA-RSS, CEA, PPSL, PSO, DE, and WLS in <xref ref-type="fig" rid="f5">
<bold>Figure&#xa0;5B</bold>
</xref>) are 2.14 m, 2.54 m, 2.71 m, 2.84 m, 2.81 m, 2.55 m, and 3.33 m, respectively. Moreover, the corresponding results show that the proposed CEA obtains a better solution than the WLS and PPSL in some situations. The refined step proposed in Section 3.3 can further improves the localization accuracy.</p>
<fig id="f5" position="float">
<label>Figure&#xa0;5</label>
<caption>
<p>RMSE analysis when &#x3c3;<italic>i</italic> = 3 dB, <italic>sidelength</italic> = 50 m, and <italic>&#x3b8;</italic> = 0.1 under variable anchors, where A and B are scenarios with <italic>N</italic> = 6 and <italic>N</italic> = 10, respectively.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-10-1210519-g005.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s5_2">
<label>5.2</label>
<title>Scenario with variable noises</title>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="f6">
<bold>Figure&#xa0;6</bold>
</xref> shows the CDF of variable noises under <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im210">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im211">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>50</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im212">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <xref ref-type="fig" rid="f6">
<bold>Figures&#xa0;6A&#x2013;D</bold>
</xref> show the schemes with <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im213">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;dB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im214">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;dB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im215">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;dB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im216">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;dB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. The measurement error increases with <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im217">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Therefore, the performance degrades with increased noise. For example, the probability of <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im218">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.15</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>reaches 95% for the CFLM in <xref ref-type="fig" rid="f6">
<bold>Figure&#xa0;6A</bold>
</xref>), exhibiting a 3.86 m error at the same probability in <xref ref-type="fig" rid="f6">
<bold>Figure&#xa0;6B</bold>
</xref>). It is worth noting that the performance is close between CFLM and PSO when the noise enlarges. However, the PSO localization achieves the accuracy at cost of numerous particles, which increases the computational complexity. On the contrary, the proposed method can get a satisfactory performance at a relatively low computational complexity. <xref ref-type="table" rid="T3">
<bold>Table&#xa0;3</bold>
</xref> lists the results. The CFLM outperforms the other methods, which is within 3.86 m when <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im253">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;dB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, reaching 95% compared with that of the WLS (5.47 m), PPSL (5.30 m), CEA (4.73 m), PSO (4.35 m), DE (4.16 m), and TLLA-RSS (4.35 m). However, the margin between the CFLM and CRLB remains remarkable.</p>
<fig id="f6" position="float">
<label>Figure&#xa0;6</label>
<caption>
<p>CDF of variable noises when <italic>N</italic> = 8, <italic>sidelength</italic> = 50&#x2009;m, and <italic>&#x3b8;</italic> = 0.1, where A, B, C and D are scenarios with <italic>&#x3c3;</italic>
<sub>i</sub> = 1 dB, <italic>&#x3c3;</italic>
<sub>i</sub> = 3 dB, <italic>&#x3c3;</italic>
<sub>i</sub> = 5 dB, and <italic>&#x3c3;</italic>
<sub>i</sub> = 7 dB, respectively.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-10-1210519-g006.tif"/>
</fig>
<table-wrap id="T3" position="float">
<label>Table&#xa0;3</label>
<caption>
<p>CDF of the methods under variable noises.</p>
</caption>
<table frame="hsides">
<thead>
<tr>
<th valign="middle" rowspan="2" align="center">Method</th>
<th valign="middle" colspan="2" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im219">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;dB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th valign="middle" colspan="2" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im220">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;dB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
<tr>
<th valign="middle" align="center">Probability (50%)</th>
<th valign="middle" align="center">Probability (95%)</th>
<th valign="middle" align="center">Probability (50%)</th>
<th valign="middle" align="center">Probability (95%)</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="middle" align="center">WLS</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im221">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.90</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im222">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.92</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im223">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.53</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im224">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5.47</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">PPSL</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im225">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.73&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im226">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.84&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im227">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.04&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im228">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5.30&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">CEA</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im229">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.70&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im230">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.69&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im231">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.88&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im232">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.73</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">TLLA-RSS</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im233">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.51&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im234">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.44&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im235">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.65&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im236">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.35&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">PSO</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im237">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.72&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im238">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.24&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im239">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.86&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im240">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.35&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">DE</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im241">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.21&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im242">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.43&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im243">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.61&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im244">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.16&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">CFLM</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im245">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.29&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im246">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.15&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im247">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.24&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im248">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.86&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">CRLB</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im249">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4e-3&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im250">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2e-2&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im251">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>1e-2&#xa0;m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im252">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>8e-2&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="f7">
<bold>Figures&#xa0;7A, B</bold>
</xref>) show the scenarios with <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im254">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;dB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im255">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;dB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. The PPSL is sensitive to noise. Its performance fluctuates significantly compared with that of the other methods. Moreover, the outliers of the PPSL increases with noise. The median errors of the CFLM when <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im256">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;dB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im257">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;dB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>are 2.24 m and 3.49 m, respectively, better than that of the other methods.</p>
<fig id="f7" position="float">
<label>Figure&#xa0;7</label>
<caption>
<p>RMSE analysis when <italic>N</italic> = 8 <italic>sidelength</italic>  = 50 m, and <italic>&#x3b8;</italic> = 0.1 under variable noises, where A and B are scenarios with &#x3c3;<italic>i</italic> = 3 dB and &#x3c3;<italic>i</italic> = 7 dB, respectively.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-10-1210519-g007.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s5_3">
<label>5.3</label>
<title>Scenario with variable side lengths</title>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="f8">
<bold>Figure&#xa0;8</bold>
</xref> shows the CDF of the variable side lengths with <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im258">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im259">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;dB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im260">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <xref ref-type="fig" rid="f8">
<bold>Figures&#xa0;8A&#x2013;D</bold>
</xref>) show the schemes with the <italic>sidelength</italic> at 25 m, 50 m, 75 m, and 100 m, respectively. Notably, the signal attenuation becomes severe with enlarged area of interest. Accordingly, the localization error increases with the <italic>sidelength</italic>. Among the evaluated methods, the CFLM reaches <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im261">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.73&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im262">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5.48&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>at 95% with <italic>sidelength</italic> at 25 m and 100 m, respectively. By contrast, the other methods could not reach the same localization accuracy. <xref ref-type="table" rid="T4">
<bold>Table&#xa0;4</bold>
</xref> lists the performances of the methods, whereas <xref ref-type="fig" rid="f9">
<bold>Figure&#xa0;9</bold>
</xref> shows the corresponding box plot. The results in <xref ref-type="fig" rid="f9">
<bold>Figure&#xa0;9</bold>
</xref>) further proves the superior performance of the CFLM. Its median errors are 1.58 m and 3.17 m, as shown in <xref ref-type="fig" rid="f9">
<bold>Figures&#xa0;9A, B</bold>
</xref>), respectively.</p>
<fig id="f8" position="float">
<label>Figure&#xa0;8</label>
<caption>
<p>CDF of variable side lengths when <italic>&#x3c3;</italic>
<sub>i</sub> = 3 dB, <italic>N</italic> = 8, and <italic>&#x3b8;</italic> = 0.1, where A, B, C, and D are scenarios with <italic>sidelength</italic> = 25&#x2009;m, <italic>sidelength</italic> = 50&#x2009;m, <italic>sidelength</italic> = 75&#x2009;m, and <italic>sidelength</italic> = 100&#x2009;m, respectively.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-10-1210519-g008.tif"/>
</fig>
<table-wrap id="T4" position="float">
<label>Table&#xa0;4</label>
<caption>
<p>CDF of the methods under variable side lengths.</p>
</caption>
<table frame="hsides">
<thead>
<tr>
<th valign="middle" rowspan="2" align="center">Method</th>
<th valign="middle" colspan="2" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im263">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>25</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th valign="middle" colspan="2" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im264">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
<tr>
<th valign="middle" align="center">Probability (50%)</th>
<th valign="middle" align="center">Probability (95%)</th>
<th valign="middle" align="center">Probability (50%)</th>
<th valign="middle" align="center">Probability (95%)</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="middle" align="center">WLS</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im265">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.50</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im266">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.87</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im267">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.99</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im268">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>7.75</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">PPSL</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im269">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.15&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im270">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.75&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im271">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.31&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im272">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>7.50&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">CEA</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im273">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.04&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im274">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.34&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im275">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.09&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im276">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>6.72</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">TLLA-RSS</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im277">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.88&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im278">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.07&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im279">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.76&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im280">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>6.16&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">PSO</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im281">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.85&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im282">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.04&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im283">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.23</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im284">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>6.51&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">DE</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im285">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.84&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im286">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.94&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im287">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.69&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im288">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5.89&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">CFLM</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im289">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1.58&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im290">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.73&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im291">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.17&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im292">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5.48&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">CRLB</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im293">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4e-3&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im294">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2e-2&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im295">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5e-2&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im296">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3e-1&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<fig id="f9" position="float">
<label>Figure&#xa0;9</label>
<caption>
<p>RMSE analysis when &#x3c3;<italic>i</italic> = 3 dB, <italic>N</italic>  = 8, and <italic>&#x3b8;</italic> = 0.1 under variable side lengths, where A and are scenarios with <italic>sidelength</italic>  = 25 m and <italic>sidelength</italic>  = 100 m, respectively.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-10-1210519-g009.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s5_4">
<label>5.4</label>
<title>Scenario with variable steepness</title>
<p>Steepness depends on the ocean environment characteristics, such as the temperature (<xref ref-type="bibr" rid="B38">Ramezani et&#xa0;al., 2013</xref>). Accordingly, simulations are performed to evaluate whether the proposed method still works in variable steepness. <xref ref-type="fig" rid="f10">
<bold>Figure&#xa0;10</bold>
</xref> shows the results with <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im297">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im298">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;dB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im299">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>50</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The WLS, PPSL, CEA, TLLA-RSS, PSO, DE, and CFLM are robust to the steepness, as shown in <xref ref-type="fig" rid="f10">
<bold>Figure&#xa0;10</bold>
</xref> and <xref ref-type="table" rid="T5">
<bold>Table&#xa0;5</bold>
</xref>. Conversely, the CRLB is sensitive to the change in steepness. Its error increases with the steepness. Moreover, the CFLM performs better than the other methods, regardless of the changes in steepness. The CFLM achieves <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im334">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.87&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im335">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.89&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at 95% with <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im336">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im337">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , respectively. The box plot of the deviation in <xref ref-type="fig" rid="f11">
<bold>Figure&#xa0;11</bold>
</xref> also proves the superior performance of the CFLM. Its median errors are 2.24 m and 2.26 m, as shown in <xref ref-type="fig" rid="f11">
<bold>Figures&#xa0;11A, B</bold>
</xref>, respectively.</p>
<fig id="f10" position="float">
<label>Figure&#xa0;10</label>
<caption>
<p>CDF of variable steepness.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-10-1210519-g010.tif"/>
</fig>
<table-wrap id="T5" position="float">
<label>Table&#xa0;5</label>
<caption>
<p>CDF of the methods under variable steepness.</p>
</caption>
<table frame="hsides">
<thead>
<tr>
<th valign="middle" rowspan="2" align="center">Method</th>
<th valign="middle" colspan="2" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im300">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th valign="middle" colspan="2" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im301">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
<tr>
<th valign="middle" align="center">Probability (50%)</th>
<th valign="middle" align="center">Probability (95%)</th>
<th valign="middle" align="center">Probability (50%)</th>
<th valign="middle" align="center">Probability (95%)</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="middle" align="center">WLS</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im302">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.54</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im303">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5.48</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im304">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.52</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im305">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5.53</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">PPSL</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im306">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.04&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im307">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5.30&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im308">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.06&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im309">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>5.32&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">CEA</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im310">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.89&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im311">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.74&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im312">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.90&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im313">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.82</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">TLLA-RSS</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im314">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.66&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im315">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.35&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im316">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.67&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im317">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.40&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">PSO</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im318">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.86&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im319">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.64&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im320">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.85&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im321">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.46&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">DE</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im322">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.61&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im323">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.16&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im324">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.61</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;m</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im325">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>4.21&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">CFLM</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im326">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.24&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im327">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.87&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im328">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>2.26&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im329">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>3.89&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="middle" align="center">CRLB</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im330">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1e-2&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im331">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>8e-2&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im332">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>1e-1&#xa0;m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td valign="middle" align="center">
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im333">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>^</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2225;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>6e-1&#xa0;m</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<fig id="f11" position="float">
<label>Figure&#xa0;11</label>
<caption>
<p>MSE analysis when &#x3c3;<italic>i</italic> = 3 dB, <italic>sidelength</italic>  = 50 m, and <italic>N</italic> = 8 under variable steepness, where A and B are scenarios with <italic>&#x3b8;</italic> = 0.1 and <italic>&#x3b8;</italic> = 0.7, respectively.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-10-1210519-g011.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec id="s6" sec-type="conclusions">
<label>6</label>
<title>Conclusion</title>
<p>This study develops a CFLM for UWSNs, simultaneously considering hybrid loss and stratification effects. The localization problem is solved under the ANCLS framework after linearization, in which a coarse estimation based on CEA is derived. The potential solution is filtered by the constraint from one group to another. Moreover, an approach based on a first-order Taylor series expansion is presented in the second step of CFLM to refine the solution further. In addition, the CRLB is derived for this scenario and used as a benchmark to evaluate the methods. Simulation results reveal the outperformance of the proposed method in different scenarios. The localization accuracy is improved by up to 66 percent compared with the methods, according to Section 6. Even so, the margin between the CFLM and CRLB remains remarkable. Meanwhile, the simulation environment is idealized. For instance, signal propagation may suffer from the non-line-of-sight (NLOS) noise, which may significantly impact the ranging acquirement, deteriorating localization accuracy. Unfortunately, the paper does not consider the situation. It would be interesting to take further research on localization under NLOS noise and derive a closed-form solution. Besides, it has been proved that the UWSNs may easily suffer the attack. How to achieve private communication while preserving localization accuracy is an interesting topic. In addition, the proposed method only considers schemes known to transmit power (TP) and the path loss exponent (PLE). It is worth noting that TP and PLE might be changeable according to the propagation environment and node status. Eliminating this assumption in future studies can further validate the applicability of the proposed method.</p>
</sec>
<sec id="s7" sec-type="data-availability">
<title>Data availability statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/supplementary material. Further inquiries can be directed to the corresponding authors.</p>
</sec>
<sec id="s8" sec-type="author-contributions">
<title>Author contributions</title>
<p>XM proposed the main ideas, wrote the paper, designed the description framework, and performed the simulations. DH and HW provided guidance for the study and acquired funding. BH and&#xa0;NS provided guidance for the work, reviewed the paper, and collaborated in discussions on the proposed system model and localization technique. FM, XC, and JX assisted in testing the code and checking the manuscript. All authors contributed to the article and approved the submitted version.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec id="s9" sec-type="funding-information">
<title>Funding</title>
<p>This work was supported in part by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 52201401, 52071200, 52201403, and 52102397), the National Key Research and Development Program (Grant No. 2021YFC2801002), the Shanghai Committee of Science and Technology, China (Grant No. 23010502000), the China Postdoctoral Science Foundation (Grant No. 2022M712027), and the Shanghai Postdoctoral Excellence Program (Grant No. 2022767).</p>
</sec>
<ack>
<title>Acknowledgments</title>
<p>The authors thank the reviewers for their time spent on the manuscript.</p>
</ack>
<sec id="s10" sec-type="COI-statement">
<title>Conflict of interest</title>
<p>Author BH is employed by Shanghai Ship and Shipping Research Institute Co., Ltd.</p>
<p>The remaining authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec id="s11" sec-type="disclaimer">
<title>Publisher&#x2019;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ahmad</surname> <given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rahman</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khan</surname> <given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jan</surname> <given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Musa</surname> <given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Uddin</surname> <given-names>M. I.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>a). <article-title>RACE-SM: Reliability and adaptive cooperation for efficient UWSNs using sink mobility</article-title>. <source>Front. Mar. Sci.</source> <volume>9</volume>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fmars.2022.1030113</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ahmad</surname> <given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rahman</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zeb</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khan</surname> <given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Othman</surname> <given-names>M. T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hamam</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>b). <article-title>Cooperative energy-efficient routing protocol for underwater wireless sensor networks</article-title>. <source>Sensors</source> <volume>22</volume> (<issue>18</issue>), <elocation-id>6945</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s22186945</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ahmad</surname> <given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rahman</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zeb</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khan</surname> <given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ullah</surname> <given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hamam</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group>. (<year>2021</year>). <article-title>Analysis of security attacks and taxonomy in underwater wireless sensor networks</article-title>. <source>Wirel. Commun. Mob. Comput.</source> <volume>2021</volume>, <elocation-id>1444024</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2021/1444024</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Aman</surname> <given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Al-Kuwari</surname> <given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Muzzammil</surname> <given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rahman</surname> <given-names>M. M. U.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kumar</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Security of underwater and air&#x2013;water wireless communication: State-of-the-art, challenges and outlook</article-title>. <source>Ad Hoc Networks</source> <volume>142</volume>, <elocation-id>103114</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.adhoc.2023.103114</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bacanin</surname> <given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sarac</surname> <given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Budimirovic</surname> <given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zivkovic</surname> <given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>AlZubi</surname> <given-names>A. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bashir</surname> <given-names>A. K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Smart wireless health care system using graph LSTM pollution prediction and dragonfly node localization</article-title>. <source>Sustain. Comput. Inf. Syst.</source> <volume>35</volume>, <elocation-id>100711</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.suscom.2022.100711</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Berger</surname> <given-names>C. R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname> <given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Willett</surname> <given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008</year>). <article-title>Stratification effect compensation for improved underwater acoustic ranging</article-title>. <source>IEEE Trans. Signal Process.</source> <volume>56</volume>, <fpage>3779</fpage>&#x2013;<lpage>3783</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSP.2008.924801</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chang</surname> <given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>RSS-based target localization in underwater acoustic sensor networks via convex relaxation</article-title>. <source>Sensors</source> <volume>19</volume>, <fpage>2323</fpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s19102323</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>R. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname> <given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Quantifying Arctic oil spilling event risk by integrating an analytic network process and a fuzzy comprehensive evaluation model</article-title>. <source>Ocean Coast. Manage.</source> <volume>228</volume>, <elocation-id>106326</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ocecoaman.2022.106326</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hua</surname> <given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shang</surname> <given-names>W.-L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Luo</surname> <given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname> <given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>AI-empowered speed extraction via port-like videos for vehicular trajectory analysis</article-title>. <source>IEEE Trans. Intell. Transp. Syst.</source> <volume>24</volume>, <fpage>4541</fpage>&#x2013;<lpage>4552</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TITS.2022.3167650</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cimini</surname> <given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bemporad</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Exact complexity certification of active-set methods for quadratic programming</article-title>. <source>IEEE Trans. Automat. Contr.</source> <volume>62</volume>, <fpage>6094</fpage>&#x2013;<lpage>6109</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TAC.2017.2696742</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Derrac</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Garc&#xed;a</surname> <given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Molina</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Herrera</surname> <given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <article-title>A practical tutorial on the use of nonparametric statistical tests as a methodology for comparing evolutionary and swarm intelligence algorithms</article-title>. <source>Swarm Evol. Comput.</source> <volume>1</volume>, <fpage>3</fpage>&#x2013;<lpage>18</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.swevo.2011.02.002</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Han</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname> <given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>K.-C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>a). <article-title>A traceable and revocable ciphertext-policy attribute-based encryption scheme based on privacy protection</article-title>. <source>IEEE Trans. Dependable Secur. Comput.</source> <volume>19</volume>, <fpage>316</fpage>&#x2013;<lpage>327</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TDSC.2020.2977646</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Han</surname> <given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shen</surname> <given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Song</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>A stratification-based data collection scheme in underwater acoustic sensor networks</article-title>. <source>IEEE Trans. Veh. Technol.</source> <volume>67</volume>, <fpage>10671</fpage>&#x2013;<lpage>10682</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TVT.2018.2867021</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Han</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liang</surname> <given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Souri</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>K.-C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>b). <article-title>A blockchain-based auditable access control system for private data in service-centric ioT environments</article-title>. <source>IEEE Trans. Ind. Inf.</source> <volume>18</volume>, <fpage>3530</fpage>&#x2013;<lpage>3540</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TII.2021.3114621</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Islam</surname> <given-names>K. Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ahmad</surname> <given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Habibi</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Waqar</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>A survey on energy efficiency in underwater wireless communications</article-title>. <source>J. Netw. Comput. Appl.</source> <volume>198</volume>, <elocation-id>103295</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jnca.2021.103295</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jia</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ho</surname> <given-names>K. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Mitigating sensor motion effect for AOA and AOA-TOA localizations in underwater environments</article-title>. <source>IEEE Trans. Wirel. Commun.</source> <volume>1</volume>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TWC.2023.3239544</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jiang</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname> <given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lin</surname> <given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>A survey on opportunistic routing protocols in the Internet of Underwater Things</article-title>. <source>Comput. Networks</source> <volume>225</volume>, <elocation-id>109658</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.comnet.2023.109658</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kannan</surname> <given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ballard</surname> <given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Park</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>MPI-FAUN: an MPI-based framework for alternating-updating nonnegative matrix factorization</article-title>. <source>IEEE Trans. Knowl. Data Eng.</source> <volume>30</volume>, <fpage>544</fpage>&#x2013;<lpage>558</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TKDE.2017.2767592</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Khalil</surname> <given-names>R. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saeed</surname> <given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Babar</surname> <given-names>M. I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jan</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Toward the internet of underwater things: recent developments and future challenges</article-title>. <source>IEEE Consum. Electron. Mag.</source> <volume>10</volume>, <fpage>32</fpage>&#x2013;<lpage>37</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/MCE.2020.2988441</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tang</surname> <given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>c). <article-title>A privacy-preserving storage scheme for logistics data with assistance of blockchain</article-title>. <source>IEEE Internet Things J.</source> <volume>9</volume>, <fpage>4704</fpage>&#x2013;<lpage>4720</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JIOT.2021.3107846</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Weng</surname> <given-names>T.-H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname> <given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group>. (<year>2022</year>a). <article-title>Blockchain for federated learning toward secure distributed machine learning systems: a systemic survey</article-title>. <source>Soft Comput.</source> <volume>26</volume>, <fpage>4423</fpage>&#x2013;<lpage>4440</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00500-021-06496-5</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname> <given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Weng</surname> <given-names>T.-H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group>. (<year>2022</year>b). <article-title>MOOCsChain: A blockchain-based secure storage and sharing scheme for MOOCs learning</article-title>. <source>Comput. Stand. Interfaces</source> <volume>81</volume>, <elocation-id>103597</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.csi.2021.103597</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Esmaiel</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Underwater TDOA acoustical location based on majorization-minimization optimization</article-title>. <source>Sensors</source> <volume>20</volume>, <elocation-id>4457</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s20164457</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Qi</surname> <given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hao</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Underwater acoustic localization of the long baseline based on track-before-detect</article-title>. <source>IEEE Geosci. Remote Sens. Lett.</source> <volume>20</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>5</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/LGRS.2023.3257990</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Luo</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Localization algorithm for underwater sensor network: A review</article-title>. <source>IEEE Internet Things J.</source> <volume>8</volume>, <fpage>13126</fpage>&#x2013;<lpage>13144</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JIOT.2021.3081918</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mahmutoglu</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Turk</surname> <given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Received signal strength difference based leakage localization for the underwater natural gas pipelines</article-title>. <source>Appl. Acoust.</source> <volume>153</volume>, <fpage>14</fpage>&#x2013;<lpage>19</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apacoust.2019.04.006</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mei</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ma</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Target localization using information fusion in WSNs-based Marine search and rescue</article-title>. <source>Alexandria Eng. J.</source> <volume>68</volume>, <fpage>227</fpage>&#x2013;<lpage>238</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aej.2023.01.028</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mei</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saeed</surname> <given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chang</surname> <given-names>C.-C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname> <given-names>B.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group>. (<year>2022</year>a). <article-title>Trajectory optimization of autonomous surface vehicles with outliers for underwater target localization</article-title>. <source>Remote Sens.</source> <volume>14</volume>, <elocation-id>4343</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.3390/rs14174343</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mei</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saeed</surname> <given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ma</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xian</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>b). <article-title>Range Difference-based Target Localization under Stratification Effect and NLOS bias in UWSNs</article-title>. <source>IEEE Wirel. Commun. Lett.</source> <volume>11</volume>, <fpage>2080</fpage>&#x2013;<lpage>2084</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/LWC.2022.3193579</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B30">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mei</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saeed</surname> <given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ma</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xian</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>a). <article-title>An absorption mitigation technique for received signal strength-based target localization in underwater wireless sensor networks</article-title>. <source>Sensors</source> <volume>20</volume>, <fpage>4698</fpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s20174698</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B31">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mei</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xian</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>b). <article-title>Matrix Factorization based Target Localization via Range Measurements with Uncertainty in Transmit Power</article-title>. <source>IEEE Wirel. Commun. Lett.</source> <volume>9</volume>, <fpage>1611</fpage>&#x2013;<lpage>1615</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/LWC.2020.2998609</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B32">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mei</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xian</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>RSS-based byzantine fault-tolerant localization algorithm under NLOS environment</article-title>. <source>IEEE Commun. Lett.</source> <volume>25</volume>, <fpage>474</fpage>&#x2013;<lpage>478</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/LCOMM.2020.3027904</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B33">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Menaka</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gauni</surname> <given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>An energy efficient dead reckoning localization for mobile Underwater Acoustic Sensor Networks</article-title>. <source>Sustain. Comput. Inf. Syst.</source> <volume>36</volume>, <elocation-id>100808</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.suscom.2022.100808</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B34">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Miao</surname> <given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yao</surname> <given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Symbiotic organisms search algorithm using random walk and adaptive Cauchy mutation on the feature selection of sleep staging</article-title>. <source>Expert Syst. Appl.</source> <volume>176</volume>, <elocation-id>114887</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.eswa.2021.114887</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B35">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pei</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bashir</surname> <given-names>A. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Fed-ioUT: opportunities and challenges of federated learning in the internet of underwater things</article-title>. <source>IEEE Internet Things Mag.</source> <volume>6</volume>, <fpage>108</fpage>&#x2013;<lpage>112</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/IOTM.001.2200127</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B36">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pourkabirian</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kooshki</surname> <given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Anisi</surname> <given-names>M. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jindal</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>An accurate RSS/AoA-based localization method for internet of underwater things</article-title>. <source>Ad Hoc Networks</source> <volume>145</volume>, <elocation-id>103177</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.adhoc.2023.103177</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B37">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Poursheikhali</surname> <given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zamiri-Jafarian</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Source localization in inhomogeneous underwater medium using sensor arrays: Received signal strength approach</article-title>. <source>Signal Process.</source> <volume>183</volume>, <elocation-id>108047</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.sigpro.2021.108047</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B38">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ramezani</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>JaMali-Rad</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Leus</surname> <given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Target localization and tracking for an isogradient sound speed profile</article-title>. <source>IEEE Trans. Signal Process.</source> <volume>61</volume>, <fpage>1434</fpage>&#x2013;<lpage>1446</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSP.2012.2235432</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B39">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Saeed</surname> <given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Celik</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Al-Naffouri</surname> <given-names>T. Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Alouini</surname> <given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Localization of energy harvesting empowered underwater optical wireless sensor networks</article-title>. <source>IEEE Trans. Wirel. Commun.</source> <volume>18</volume>, <fpage>2652</fpage>&#x2013;<lpage>2663</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TWC.2019.2906309</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B40">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sathish</surname> <given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Venkata</surname> <given-names>R. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Anbazhagan</surname> <given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pau</surname> <given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Review of localization and clustering in USV and AUV for underwater wireless sensor networks</article-title>. <source>Telecom</source> <volume>4</volume>, <fpage>43</fpage>&#x2013;<lpage>64</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.3390/telecom4010004</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B41">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sengijpta</surname> <given-names>S. K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1993</year>). <article-title>Fundamentals of statistical signal processing: estimation theory</article-title>. <source>Technometrics</source> <volume>37</volume>, <fpage>465</fpage>&#x2013;<lpage>466</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00401706.1995.10484391</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B42">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sharma</surname> <given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gupta</surname> <given-names>V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Meta-heuristic based optimization of WSNs Localisation Problem- a Survey</article-title>. <source>Proc. Comput. Sci.</source> <volume>173</volume>, <fpage>36</fpage>&#x2013;<lpage>45</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.procs.2020.06.006</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B43">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Stojanovic</surname> <given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Preisig</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>Underwater acoustic communication channels: Propagation models and statistical characterization</article-title>. <source>IEEE Commun. Mag.</source> <volume>47</volume>, <fpage>84</fpage>&#x2013;<lpage>89</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/MCOM.2009.4752682</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B44">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Strumberger</surname> <given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Minovic</surname> <given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tuba</surname> <given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bacanin</surname> <given-names>N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Performance of elephant herding optimization and tree growth algorithm adapted for node localization in wireless sensor networks</article-title>. <source>Sensors</source> <volume>19</volume>, <elocation-id>2515</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s19112515</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B45">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Su</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ali</surname> <given-names>W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Underwater passive manoeuvring target tracking with isogradient sound speed profile</article-title>. <source>IET Radar Sonar Navig.</source> <volume>16</volume>, <page-range>1415&#x2013;1433</page-range>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1049/rsn2.12269</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B46">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Su</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ullah</surname> <given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Choi</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>A review of underwater localization techniques, algorithms, and challenges</article-title>. <source>J. Sensors</source> <volume>2020</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>25</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2020/6403161</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B47">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sun</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Babu</surname> <given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Palomar</surname> <given-names>D. P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Majorization-minimization algorithms in signal processing, communications, and machine learning</article-title>. <source>IEEE Trans. Signal Process.</source> <volume>65</volume>, <fpage>794</fpage>&#x2013;<lpage>816</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSP.2016.2601299</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B48">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Weiss</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Arikan</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vishnu</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Deane</surname> <given-names>G. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Singer</surname> <given-names>A. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wornell</surname> <given-names>G. W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>A semi-blind method for localization of underwater acoustic sources</article-title>. <source>IEEE Trans. Signal Process.</source> <volume>70</volume>, <fpage>3090</fpage>&#x2013;<lpage>3106</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSP.2022.3173731</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B49">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mei</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mohapatra</surname> <given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>A novel cooperative localization algorithm using enhanced particle filter technique in maritime search and rescue wireless sensor network</article-title>. <source>ISA Trans.</source> <volume>78</volume>, <fpage>39</fpage>&#x2013;<lpage>46</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.isatra.2017.09.013</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B50">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yan</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Meng</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Luo</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Guan</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>To hide private position information in localization for internet of underwater things</article-title>. <source>IEEE Internet Things J.</source> <volume>8</volume>, <fpage>14338</fpage>&#x2013;<lpage>14354</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JIOT.2021.3068298</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B51">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hu</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhuang</surname> <given-names>Z.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Sea-surface reflection-aided underwater localization with unknown sound speed</article-title>. <source>Sci. China Inf. Sci.</source> <volume>62</volume>, <fpage>049302</fpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11432-018-9625-y</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B52">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kou</surname> <given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname> <given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Duan</surname> <given-names>Z.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Monte-Carlo-based optical wireless underwater channel modeling with oceanic turbulence</article-title>. <source>Opt. Commun.</source> <volume>475</volume>, <elocation-id>126214</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.optcom.2020.126214</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B53">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname> <given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname> <given-names>Q.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <source>Received signal strength-based underwater acoustic localization considering stratification effect</source> (<publisher-loc>Shanghai, China</publisher-loc>: <publisher-name>OCEANS 2016-Shanghai</publisher-name>), <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>8</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B54">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname> <given-names>N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Geometrically convex functions and estimation of remainder terms for Taylor expansion of some functions</article-title>. <source>J. Math. Inequalities</source> <volume>4</volume>, <fpage>15</fpage>&#x2013;<lpage>25</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.7153/jmi-04-03</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B55">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhao</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yan</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Luo</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gua</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Privacy preserving solution for the asynchronous localization of underwater sensor networks</article-title>. <source>IEEE/CAA J. Autom. Sin.</source> <volume>7</volume>, <fpage>1511</fpage>&#x2013;<lpage>1527</lpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JAS.2020.1003312</pub-id>
</citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>