[發明專利]一種基于TDoA模型的基站的系統誤差估計方法

有效

• 申請號: 201910811570.1
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110582059B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 朱光華;林權威;房宏
• 申請（專利權）人: 南京沃旭通訊科技有限公司
• 主分類號: H04W4/029
• 分類號: H04W4/029;H04W4/33;G01S5/02;G01S5/14
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

本發明公開了一種基于TDoA模型的基站的系統誤差估計方法，在選取出公共基站后，通過TDOA定位過程得到UWB參考標簽和UWB基站之間的測量TDoA值，根據實際位置坐標計算得到UWB參考標簽和UWB基站之間的理論TDoA值，通過比對分析前述測量TDoA值和理論TDoA值，計算得到所述UWB基站的系統誤差，利用估計給出的系統誤差對UWB基站的TDoA定位解算進行校正，以提高UWB基站總體的定位性能。

技術領域

本發明涉及室內定位技術領域，具體而言涉及一種基于TDoA模型的基站的系統誤差估計方法。

背景技術

在管廊、醫療、化工等重點監管領域中，UWB無線定位技術被廣泛大量應用。同時隨著工業4.0的研究、推廣及應用，室內無線定位已經越來越多被更多的行業所了解和認識。UWB定位技術由于其高精度、低功耗的特點，故前景廣闊，發展勢頭良好。

TDOA定位是一種利用時間差進行定位的方法。通過測量信號到達基站的時間，可以確定標簽的距離。利用標簽到各個基站的距離(以基站為中心，距離為半徑作圓)，就能確定標簽的位置。但是絕對時間一般比較難測量，通過比較信號到達各個基站的時間差，就能作出以基站為焦點，距離差為長軸的雙曲線，多條雙曲線的交點就是標簽的位置。

目前UWB基站在安裝、位置測量過程中存在一定誤差，且基站硬件一致性存在一定的缺陷，致使UWB基站在定位過程中可能存在一定的系統誤差，當系統誤差超過一定限制時，會顯著性降低標簽的定位性能。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于TDoA模型的基站的系統誤差估計方法，在選取出公共基站后，通過TDOA定位過程得到UWB參考標簽和UWB基站之間的測量TDoA值，根據實際位置坐標計算得到UWB參考標簽和UWB基站之間的理論TDoA值，通過比對分析前述測量TDoA值和理論TDoA值，計算得到所述UWB基站的系統誤差，利用估計給出的系統誤差對UWB基站的TDoA定位解算進行校正，以提高UWB基站總體的定位性能。

為達成上述目的，結合圖1，本發明提出一種基于TDoA模型的基站的系統誤差估計方法，所述基于TDoA模型的基站包括至少一個UWB基站；所述UWB基站接收UWB參考標簽發送的包含有時間戳信息的UWB數據報文，UWB基站和后臺計算機通過以太網進行通信，將接收到的UWB數據報文發送至后臺計算機。

所述系統誤差估計方法包括以下步驟：

S1：根據設定的選取規則，從所有UWB基站中選取出其中一個UWB基站作為公共基站A_m，其他UWB基站記為A_i，i＝1,2,…,P，i≠m。

S2：獲取所述UWB參考標簽、所有UWB基站的實際位置坐標，根據下述公式計算得到所述UWB基站A_i的理論TDoA值

其中，(x₀,y₀,z₀)是所述UWB參考標簽的位置坐標，(x_m,y_m,z_m)是所述公共基站A_m的位置坐標，(x_i,y_i,z_i)是所述UWB基站A_i的位置坐標。

S3：結合每個UWB基站接收到的UWB數據報文，根據下述公式計算每個所述UWB基站A_i的測量TDoA值

其中，ts_i是UWB基站A_i接收到UWB數據報文的時間戳，ts_m是公共基站接收到采樣數報文的時間戳，c₀是光速。