[發明專利]用于定位系統的位移監測方法及定位方法

有效

• 申請號: 201810540751.0
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108737961B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 張建忠;李飛雪;張晨曦;朱曉章
• 申請（專利權）人: 四川中電昆辰科技有限公司;上海星陀數據科技有限公司
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W64/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于定位系統的位移監測方法及定位方法。通過比較監測飛行時間和初始飛行時間以獲得時間變化信息，進而判斷出判斷各個定位基站或協調站的位置是否發生變化，并利用位置沒有發生變化的定位基站和協調站，分別對位置發生變化的協調站和定位基站進行定位。本發明能夠實時監測定位基站的位置變化，并實現系統中各組件的時鐘同步，進而實現對待定位裝置MS的TOA定位，具有較高的定位精度，且能夠適應環境變化對定位系統的影響。在本定位系統中，由于還可以對定位基站、協調站進行定位，因此也可以將定位基站、協調站放置于變化相對較少較慢的待定位裝置上，例如山體、建筑物、水壩等，實現對其的監測。

技術領域

本發明涉及無線通信領域，具體涉及一種用于定位系統的位移監測方法。

背景技術

對于大型建筑內部、城市密集區域，以及橋梁、水壩、山體、基坑等區域的安全監測，有助于實現對人員的安全監控、緊急救援，對物資的運輸管理、分配調度，以及對自然災害的預防和監測等。由于具有建筑群密集，遮擋，環境復雜監測空間狹小GPS、北斗信號往往不能深入覆蓋，導致空間監測困難。現有技術中，通過自建定位系統實現在特定區域中對指定目標的定位和監控。UWB(Ultra?Wideband)是一種無載波通信技術，利用納秒至皮秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據。UWB具有脈沖寬度窄，抗干擾性能強、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、發送功率小等諸多優勢，廣泛應用于室內通信、高速無線LAN、家庭網絡、無繩電話、安全檢測、位置測定、雷達等領域。以UWB信號作為定位信號的定位系統可以彌補天空衛星無法覆蓋的區域，方便布置，實現狹小空間的位移監測。

現有定位技術常用的定位算法有到達時間TOA定位及到達時間差TDOA定位等。上述算法在實施過程中需要預先獲知各個定位基站的地理位置，現有技術中通過預先對各個定位基站的地理位置進行測量，并將此測量結果沿用至整個定位過程中，但由于自然或人為的因素，導致定位基站位置發生改變，但定位系統無法獲知定位基站位置的改變情況，扔沿用最初的定位基站的地理位置，嚴重影響定位精度。

因此，如何獲知定位系統中定位基站實時的地理位置，成為了本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

依據本發明的一個方面，給出一種用于定位系統的位移監測方法，其中，定位系統包括已知初始位置的多個定位基站和已知初始位置的協調站，各個定位基站發射定位信號，協調站接收各個定位信號，位移監測方法包括：根據各個定位基站和協調站的初始位置，獲得各個定位信號從位于初始位置的定位基站傳播至位于初始位置的協調站的初始飛行時間；記錄各個定位基站再次發射的定位信號到達協調站的監測接收時刻，根據監測接收時刻和各個定位基站再次發射定位信號的監測發射時刻，獲得各個定位信號再次從定位基站傳播至協調站的監測飛行時間；將對應于同一定位基站和協調站的監測飛行時間和初始飛行時間進行比較以獲得多組時間變化信息；以及根據各組時間變化信息判斷各個定位基站或協調站的位置是否發生變化。

依據本發明的另一個方面，給出一種用于定位系統的定位方法，其中，定位系統包括已知初始位置的多個定位基站和已知初始位置的協調站以及待定位的待定位裝置，各個定位基站發射定位信號，協調站和待定位裝置接收各個定位信號，定位方法包括：判斷各個定位基站或協調站的位置是否發生變化；以及利用位置未發生變化的至少兩個定位基站的位置信息和定位信號到達待定位裝置的時刻值解算待定位裝置的位置。

依據本發明的又一個方面，給出一種用于定位系統的定位方法，其中，定位系統包括已知初始位置的多個定位基站和已知初始位置的協調站以及待定位的待定位裝置，各個定位基站發射定位信號，協調站和待定位裝置接收各個定位信號，定位方法包括：判斷各個定位基站或協調站的位置是否發生變化；根據判斷結果，利用至少兩個位置未發生變化的協調站對位置發生變化的定位基站進行定位；以及利用至少兩個定位基站的位置信息和定位信號到達待定位裝置的時刻值解算待定位裝置的位置。