[發明專利]一種基于移動終端監測的信號發射臺站定位方法

在審

• 申請號: 201410175767.8
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103987117A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 馮志勇;張軼凡;趙奕晨;周浩;劉尚;白楊
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;G01S5/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李迪

1.一種基于移動終端監測的信號發射臺站定位方法，其特征在于，包括如下步驟：

在不同地理位置接收目標臺站的信號，獲取地理位置信息和時間信息；

按照不同地理位置的信號在多個監測點中選取參考點；

通過地理位置信息和時間信息構建TDOA方程；

化簡TDOA方程估計目標站臺坐標。

2.如權利要求1所述的信號發射臺站定位方法，其特征在于，所述參考點是信號強度最強的監測點。

3.如權利要求1所述的信號發射臺站定位方法，其特征在于，所述通過地理位置信息和時間信息構建TDOA方程的步驟進一步包括：

計算出其他監測點與參考點之間的時延差信息；

獲得每個監測點到目標臺站的距離與參考點到目標臺站的距離之差；

結合TDOA技術構建雙曲線方程并化簡。

4.如權利要求3所述的信號發射臺站定位方法，其特征在于，所述時延差信息通過下式計算：

Δτ_i.1＝d_i-d₁

其中，Δτ_i.1表示監測點與參考點之間的時延差，d_i表示目標臺站到監測點時間信號的傳輸延時，d₁表示目標臺站到參考點時間信號的傳輸延時。

5.如權利要求3所述的信號發射臺站定位方法，其特征在于，所述監測點到目標臺站的距離與參考點到目標臺站的距離之差按下式計算：

r_i,1＝r_i-r₁＝Δτ_i,1c＝(d_i-d₁)c

其中，r_i,1表示當前第i個監測點與參考點的距離差，r₁表示表示目標臺站到參考點的距離，Δτ_i.1表示當前的監測點與參考點之間的時延差，c表示電磁波的傳播速度常量，d_i表示目標臺站到監測點時間信號的傳輸延時，d₁表示目標臺站到參考點時間信號的傳輸延時。

6.如權利要求3所述的信號發射臺站定位方法，其特征在于，所述構建雙曲線方程并化簡的步驟進一步包括：

(1)、根據監測點到目標臺站的距離與參考點到目標臺站的距離之差，結合TDOA技術構建雙曲線方程如下：

(x_i-x)²+(y_i-y)²+(z_i-z)²＝r_i,1²+2r_i,1r₁+(x₁-x)²+(y₁-y)²+(z₁-z)²

其中，(x,y,z)表示目標臺站的真實坐標，(x₁,y₁,z₁)表示參考點的真實坐標，(x_i,y_i,z_i)表示第i個監測點的真實坐標，r_i,1表示當前第i個監測點與參考點的距離差，r₁表示目標臺站到參考點的距離；

(2)、采用CHAN算法化簡雙曲線方程如下：

ri,12+2ri,1r1=-2xi,1x-2yi,1y-2zi,1z+Ki-K1Ki=xi2+yi2+zi2]]>

其中，(x,y,z)表示目標臺站的真實坐標，(x_i,y_i,z_i)表示第i個監測點的真實坐標，K_i表示第i個監測點離坐標原點距離的平方，K₁表示參考點點離坐標原點距離的平方，r_i,1表示當前第i個監測點與參考點的距離差，r₁表示目標臺站到參考點時間信號的距離，x_i,1表示第i個監測點與參考點的橫坐標距離差，y_i,1表示第i個監測點與參考點的縱坐標距離差，z_i,1表示第i個監測點與參考點的豎坐標距離差；

(3)、轉換雙曲線方程如下：

G·Ψ＝h

其中，h表示常數向量，Ψ表示目標臺站坐標信息向量，G表示系數矩陣；

(4)、根據最小二乘法，求得最大似然的估計值如下：

Ψ＝(G^T·G)^-1·G·h

其中，Ψ表示目標臺站坐標信息向量，G^T表示矩陣G的轉置矩陣。