[發明專利]一種相對位置測量方法、裝置和系統

有效

• 申請號: 201110451996.4
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN103185882A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 張勇
• 申請（專利權）人: 中國移動通信集團公司
• 主分類號: G01S11/02
• 分類號: G01S11/02
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 叢芳;彭曉玲

技術領域

本發明涉及一種無線技術，尤其涉及一種相對位置測量方法、裝置和系統。

背景技術

如圖1所示，現有技術中，利用被測物體的反射波來測定相對位置。主測設備利用定向天線發送電磁波，被測物體反射電磁波，主測設備通過探測發射波的相位確定被測物體的相對距離，主測設備再根據發射電池波的方向或接收發射波的方向來確定被測物體的方位。

現有技術在雷達上廣泛使用，被測物體是完全被動地對電磁波進行反射，這就需要主測設備具有很高的電磁發射功率和非常靈敏的電磁波探測接收設備，對于主測設備的要求較高，使得主測設備成本提高。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種相對位置測量方法、裝置和系統，測量精確，對主測設備要求較低，降低主測設備的成本。

為實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供一種相對位置測量方法，包括：

每個通信節點根據自己發送的自相關序列和接收到的被測節點轉發的自相關序列測量其他通信節點到本通信節點的距離；

每個通信節點發送自身的測距結果給其他通信節點，并接收其他通信節點發送的測距結果；

主測通信節點根據自身的測距結果和其他通信節點的測距結果計算自身與被測通信節點之間的距離。每個通信節點根據自己發送的自相關序列和接收到的被測節點轉發的自相關序列測量其他通信節點到本通信節點的距離包括：

根據以下公式計算兩個通信節點間的距離：

C(K-K₂)/2，其中，K＝K₁+K₂+K₃，K為第一通信節點發送自相關序列和接收到第二通信節點轉發的自相關序列的總延遲時間；K₁、K₃表示第一通信節點和第二通信節點之間的空中傳輸時延；K₂表示第二通信節點處理轉發時延，為預先設定設定值，每個通信節點的處理轉發時延均不相同；C為無線電波波速；

其中，所述總延遲時間K通過以下公式計算：

其中，m(t)為第一通信節點發送的周期性自相關序列，T表示自相關序列m(t)的周期，τ表示第一通信節點接收到第二通信節點轉發的自相關序列的延遲，S表示對τ的估計值，m(t-τ+S)為第一通信節點接收到的第二通信節點轉發的經過移位S后的自相關序列。

所述主測通信節點根據自身的測距結果和其他通信節點的測距結果計算自身與被測通信節點之間的距離包括：

計算主測通信節點自身測量的與被測通信節點之間的第一距離及被測通信節點測量的與主測通信節點之間的第二距離的平均值；

或

計算主測通信節點自身測量的與被測通信節點之間的第一距離、被測通信節點測量的與主測通信節點之間的第二距離及其他通信節點測量的主測通信節點與被測通信節點之間的第三距離的平均值。

該方法還包括：

根據主測通信節點上的三個天線接收被測通信節點信號的相位差計算被測通信節點的相對方位，所述三個天線位于等邊三角形的三個頂點上。

具體地，根據以下公式計算所述被測通信節點的相對方位α_s：

其中，θ₁、θ₂、θ₃分別為所述主測通信節點上的三個天線接收測通信節點信號的相位差，D為無線電波波長，d為所述等邊三角形的邊長。

為實現上述目的，根據本發明的另一個方面，提供一種通信節點，包括：

距離測量模塊，用于每個通信節點根據自己發送的自相關序列和接收到的被測節點轉發的自相關序列測量其他通信節點到本通信節點的距離；

接收模塊，用于接收其他通信節點轉發的自相關序列及測距結果；

發送模塊，用于發送自身的自相關序列及測距結果；

計算模塊，用于根據自身的測距結果和其他通信節點的測距結果計算自身與被測通信節點之間的距離。

其中，所述距離測量模塊包括：第一計算子模塊，用于通過以下公式計算總延遲時間K：

其中，m(t)為第一通信節點發送的周期性自相關序列，T表示自相關序列m(t)的周期，τ表示第二通信節點收到的自相關序列的延遲，S表示對τ的估計值，m(t-τ+S)為第一通信節點接收到的第二通信節點轉發的經過移位S后的自相關序列；

第二計算子模塊，用于根據以下公式計算兩個通信節點間的距離：