[發明專利]一種基于到達角度AOA測距的定位方法及裝置有效
| 申請號： | 201910399576.2 | 申請日： | 2019-05-14 |
| 公開（公告）號： | CN110095753B | 公開（公告）日： | 2020-11-24 |
| 發明（設計）人： | 王生楚;姜賢波;聶珂 | 申請（專利權）人： | 北京郵電大學 |
| 主分類號： | G01S5/06 | 分類號： | G01S5/06 |
| 代理公司： | 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413 | 代理人： | 丁蕓;馬敬 |
| 地址： | 100876 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 到達 角度 aoa 測距 定位 方法 裝置 | ||
本發明實施例提供了一種基于到達角度AOA測距的定位方法及裝置，其中方法包括：通過對全球衛星導航系統獲取待定位節點的預估坐標，以及采用羅盤獲取天線陣列的預估方向角，利用相位近似消息傳遞POG?AMP定位器的一次迭代和EM算法的結合進行多次迭代，確定待定位節點的坐標及方向角。相當于對預估坐標和預估方向角進行校對，使得預估坐標和預估方向角更加接近于真實值，計算出待定位節點的位置相較于實際位置存在偏差較小。
技術領域
本發明涉及定位技術領域，特別是涉及一種基于到達角度AOA測距的定位方法及裝置。
背景技術
目前基于測距技術的定位方法可以依據到達角度(Angle Of Arival，簡稱AOA)定位技術實現對待定位節點的測算與定位。AOA定位的過程主要如下：
首先，通過在未知位置的接收節點上以及已知位置的發射節點上分別設置天線陣列，將未知位置的接收節點，稱為待定位節點，將已知位置的發射節點，稱為參考節點；
其次，測量待定位節點和參考節點之間的AOA；
再次，通過羅盤測量天線陣列主軸方向與絕對參考方向比如正北方形成的角度關系，即方向角；
然后，從AOA中去除方向角；
再然后，利用待定位節點的未知縱坐標與參考節點的縱坐標之間的第一差值，和待定位節點的未知橫坐標與參考節點的橫坐標之間的第二差值，建立多個等式關系，其中等式關系為對第一差值和第二差值的比值取正切值，等于去除方向角的AOA；
最后，使用多個等式關系，得到待定位節點的縱坐標及橫坐標，從而完成待定位節點的定位。
因為羅盤自身的限制，羅盤測量的方向角并不準確，因此計算出待定位節點的位置相較于實際位置存在偏差。
發明內容
本發明實施例的目的在于提供一種基于到達角度AOA測距的定位方法及裝置，用以解決現有技術中計算出待定位節點的位置相較于實際位置存在偏差的技術問題。具體技術方案如下：
第一方面，本發明實施提供了基于到達角度AOA測距的定位方法，包括：
步驟A，通過全球衛星導航系統獲取待定位節點的預估坐標，通過羅盤獲取天線陣列的預估方向角及通過天線陣列獲取到達角度AOA；
步驟B，基于預估坐標、預估方向角及所述AOA，通過相位近似消息傳遞POG-AMP定位器的一次迭代進行位置估計，確定估計坐標；
步驟C，基于所述AOA，獲得所述估計坐標的均值及所述估計坐標的方差，并通過最大期望算法EM估計所述待定位節點的天線陣列的方向角，作為估計方向角；
步驟D，判斷所述估計坐標是否達到收斂條件；
步驟E，如果所述估計坐標未達到收斂條件，則使用所述估計坐標更新預估坐標以及使用所述估計方向角更新預估方向角，并繼續返回執行步驟B、步驟C和步驟D，直至所述估計坐標達到所述收斂條件，將最后一次重新確定的所述估計坐標及所述估計方向角，作為所述待定位節點的坐標及方向角。
第二方面，本發明實施提供了基于到達角度AOA測距的定位裝置，包括：第一獲取模塊，用于通過全球衛星導航系統獲取待定位節點的預估坐標，通過羅盤獲取天線陣列的預估方向角及通過天線陣列獲取到達角度AOA；
第一處理模塊，用于基于預估坐標、預估方向角及所述AOA，通過相位近似消息傳遞POG-AMP定位器的一次迭代進行位置估計，確定估計坐標；
第二處理模塊，用于基于所述AOA，獲得所述估計坐標的均值及所述估計坐標的方差，并通過最大期望算法EM估計所述待定位節點的天線陣列的方向角，作為估計方向角；
第三處理模塊，用于判斷所述估計坐標是否達到收斂條件；
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