[發明專利]基于TDOA的CSS精確定位方法

有效

• 申請號: 201510589768.1
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN105137391B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 劉曉陽;何赟
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于TDOA的CSS精確定位方法，其特征在于，所述的CSS精確定位方法采用“移動終端—同一基站的不同虛擬接收機”的基站模型，所述的基站模型包括天線導線和逐次串行連接在天線導線上的至少四個基站天線，且任意兩個基站天線之間的天線導線長度大于最小天線導線長度，移動終端為待定位節點，基站天線所在的位置為參考節點；

所述的CSS精確定位方法包括如下步驟：

(1)移動終端向CSS定位基站發送測試信號，CSS定位基站的各基站天線在接收到所述的測試信號后，分別發送應答信號給移動終端；

(2)確定移動終端接收到各所述應答信號的實際時刻，并根據無線信號在空氣中的傳播速度，得到待定位節點與每個參考節點之間的距離測量值；

(3)利用CSS技術，根據步驟(1)和(2)，N次測量待定位節點與各參考節點之間的距離，獲得該待定位節點與對應參考節點的N個測距值；

(4)使用投票平均聯合濾波算法對所述的N個測距值進行干擾處理，即通過高斯概率分布函數計算每個所述測距值的投票概率，當所述的投票概率小于設定的置信值時，CSS就拋棄該測距值，否則就保留；

(5)對保留下來的測距值利用動態誤差修正算法進行動態修正；

(6)將步驟(5)修正后的測距值取平均值，然后對得到的平均值使用TDOA的三維定位算法，求得待定位節點的位置坐標，最終實現精確定位；

采用TDOA的三維定位算法求得待定位節點位置坐標點的方法為：設四個參考節點的位置坐標分別為(x₀,y₀),(x₁,y₁),(x₂,y₂),(x₃,y₃)，待定位節點的位置坐標為(x,y)，分別為待定位節點到四個參考節點的距離，待定位節點到參考節點(x₀,y₀)和待定位節點到其他三個參考節點(x₁,y₁),(x₂,y₂),(x₃,y₃)的距離差為那么定位方程為：

d‾0=(x-x0)2+(y-y0)2+(z-z0)2d‾k=(x-xk)2+(y-yk)2+(z-zk)2Δd‾k=d‾0-d‾k---(1)]]>

從而得到：

x=n1d‾0+m1y=n2d‾0+m2z=n3d‾0+m3---(2)]]>

將式(2)中看作已知量，并將其帶入式(1)中表達式，經化簡得：

d‾0=-b±b2-4ac2a---(3)]]>

根據(3)式進行計算，當求得的值為一正一負時，則取的解：如果的兩個值皆為正值時，則根據時間差的正負或者借助其他約束條件消除定位模糊；最后，將符合條件的代入(2)式可求得待定位節點的位置信息；

其中，

mj=Σk=13ajkpk,(j=1,2,3);]]>

nj=Σk=13ajkΔd‾k.]]>