[發(fā)明專利]一種基站轉(zhuǎn)發(fā)式線性調(diào)頻連續(xù)波室內(nèi)定位系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710717833.3
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107526059B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳祝明;王毅;鄧術(shù)芬;徐聰;李維銘
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S5/06
• 分類號: G01S5/06;G01S5/00;G01S5/02;H04W64/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 郭受剛

本發(fā)明公開了一種基站轉(zhuǎn)發(fā)式線性調(diào)頻連續(xù)波室內(nèi)定位系統(tǒng)及方法，包括發(fā)基站、待定位標(biāo)簽和M個收基站，M為不小于3的自然數(shù)，M個收基站不共線，收基站與發(fā)基站間采用有線方式相連傳輸信號；待定位標(biāo)簽用于向收基站發(fā)射LFMCW信號、從發(fā)基站接收LFMCW信號并解算定位位置；收基站用于接收待定位標(biāo)簽發(fā)射的LFMCW信號并進行處理后轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)基站；發(fā)基站用于向待定位標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)各收基站轉(zhuǎn)發(fā)過來的信號，并向收基站提供參考信號；每個收基站與發(fā)基站構(gòu)成一個LFMCW信號差頻轉(zhuǎn)發(fā)器。本發(fā)明的收基站和發(fā)基站形成一個模擬信號的差頻轉(zhuǎn)發(fā)器，發(fā)基站、收基站與待定位標(biāo)簽間不需要同步，實現(xiàn)成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種室內(nèi)導(dǎo)航定位技術(shù)，具體涉及一種基站轉(zhuǎn)發(fā)式線性調(diào)頻連續(xù)波室內(nèi)定位系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

室內(nèi)定位系統(tǒng)根據(jù)定位信息解算的不同分為導(dǎo)航定位和跟蹤定位兩種，前者一般采用標(biāo)簽解算定位信息，后者則一般采用基站或后臺控制器來解算。從信號體制來看，基于脈沖信號體制的超寬帶(UWB)定位和基于線性調(diào)頻連續(xù)信號(LFMCW)體制的室內(nèi)定位系統(tǒng)都能獲得高的定位精度，因此備受人們關(guān)注。基于信號體制為線性調(diào)頻連續(xù)波的室內(nèi)標(biāo)簽定位技術(shù)由于頻率隨時間線性變化，利用信號的線性性質(zhì)，可以通過對混頻后的接收信號提取差頻項，即可獲得基站到標(biāo)簽的距離差值信息。最后再利用雙曲線交叉定位原理解算出待定位標(biāo)簽位置，同樣可實現(xiàn)高精度定位的功能，另外還具有高精度測速的功能。

理想的室內(nèi)定位技術(shù)應(yīng)該滿足高精度，大容量，寬范圍，實時性，高穩(wěn)定性、低成本，結(jié)構(gòu)簡單易實現(xiàn)等特點。目前已有的超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)常采用的是到達時間差算法(TDOA)，但是在室內(nèi)多徑效應(yīng)下，利用TDOA估計信號到達時間誤差較大，影響著定位穩(wěn)定性；另外現(xiàn)有的基于超寬帶的定位技術(shù)在定位精度和定位距離上不可兼得，且系統(tǒng)實現(xiàn)成本高，故難以滿足人們對于理想室內(nèi)定位系統(tǒng)的要求。而基于線性LFMCW信號的高精度室內(nèi)定位技術(shù)利用調(diào)頻測距法，具有很強的多徑分辨能力，既能滿足遠(yuǎn)距離測量又能保證高精度定位和測速的需求，且整個系統(tǒng)實現(xiàn)所需成本非常低。但是現(xiàn)有技術(shù)中，基于LFMCW信號體制下的室內(nèi)定位系統(tǒng)要滿足實時性和高精度要求，必須保證各個基站之間精確同步，否則會因時鐘的誤差而導(dǎo)致較大的頻率誤差，從而無法實現(xiàn)高精度定位。

現(xiàn)有技術(shù)(201410416498.X《基于調(diào)頻連續(xù)波的室內(nèi)定位裝置及方法》)一般采用基站間有線傳輸同步信號的方式來保證基站間的同步。但該技術(shù)方案中仍然需要設(shè)置同步控制模塊，此外，為了保證同步信號的傳輸帶寬，這種方法需要價格昂貴的低損耗射頻電纜，當(dāng)系統(tǒng)的基站間距離較遠(yuǎn)時，其實現(xiàn)成本就很高。系統(tǒng)即使采用先本地同步產(chǎn)生各基站所需的射頻信號，然后以直接傳輸射頻信號的方式實現(xiàn)也需要價格昂貴的低損耗射頻電纜，一樣會遇到系統(tǒng)成本過高的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中室內(nèi)定位系統(tǒng)實現(xiàn)基站同步成本過高的問題，目的在于提供一種基站轉(zhuǎn)發(fā)式線性調(diào)頻連續(xù)波室內(nèi)定位系統(tǒng)及方法，定位系統(tǒng)中的使用的基站之間不需要同步，降低系統(tǒng)成本。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：