[發明專利]基于出發角的無線電定位方法及系統

有效

• 申請號: 202010327525.1
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111526477B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 賀沖;曹岸杰;李海亭;易觀理
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W64/00;G01S5/26
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種基于出發角的無線電定位方法及系統，包括：基站定位步驟：基站端發射定位信號，定位信號中包含基站的真北方位和基站識別碼信息，移動端通過接收基站端發射的定位信號來估計移動端相對于基站端的方位，再通過三角測量實現自身定位；調制步驟：根據單刀雙擲射頻開關對基站端發射的信號進行周期性調制，在一個調制周期內，定位信號分別接到兩個天線單元并向空間輻射出去；計算步驟：移動端計算接收的定位信號中的基波分量與第一次諧波分量，再利用基波分量與第一次諧波分量的數學關系估計移動端相對于基站端的方位。本發明無需通過定位基站之間、定位基站與移動端之間的多次數據交互，其系統容量更高，系統結構及算法流程均簡單。

技術領域

本發明涉及無線電定位技術領域，具體地，涉及一種基于出發角的無線電定位方法及系統。尤其地，涉及一種移動端通過估計定位基站發射信號的離去角來實現三角測量定位的無線電定位系統。

背景技術

現有的無線電定位方法主要有全球定位系統、到達時間定位(time of arrival,ToA)、到達時間差定位(time difference of arrival,TDOA)、測角定位(angle ofarrival,AoA)等。其中，全球性定位系統主要包括美國的GPS系統、歐洲的伽利略系統、俄羅斯的格洛納斯系統以及中國的北斗系統等，主要應用于廣域室外定位，用于室內定位時由于建筑物等的衰減，效果較差或無法使用。到達時間定位和到達時間差定位利用定位基站與移動端之間的到達時間或時間差來定位，需要定位基站端及移動端之間的精密的時間同步。一般的測角定位系統在基站端測量移動端相對于基站端的方位信息，再通過兩站或多站的方位信息來聯合解算移動端的位置。由于通常采用干涉儀測向或者空間譜估計測向方法，設備相對復雜。另外，通常要求由一個特定的中心站點來完成位置解算，因此需要多個定位基站之間的數據交互。

綜上，現有的無線電定位方法，尤其是室內無線電定位方法，存在同步要求高、系統實現復雜等缺陷。

專利文獻CN107706547A(申請號：201710868889.9)公開了一種實現全頻段無線電信號角度(AOA)定位的天線裝置，包括：微處理器、基座組件、水平控制傳動組件、俯仰控制傳動組件、上托板、水平電機、豎直電機和定向天線；所述微處理器分別與水平電機、豎直電機電性連接。本發明可對目標物體實現方位角和俯仰角的雙重定位，并可不斷根據定向天線檢測到的目標物體的方位角和俯仰角信息，自動調節定向天線的方位角和俯仰角，實現對目標物體的位置鎖定。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于出發角的無線電定位方法及系統。

根據本發明提供的基于出發角的無線電定位方法，包括：

基站定位步驟：基站端發射定位信號，所述定位信號中包含基站的真北方位和基站識別碼信息，移動端通過接收基站端發射的定位信號來估計移動端相對于基站端的方位，再通過三角測量實現自身定位；

調制步驟：根據單刀雙擲射頻開關對基站端發射的信號進行周期性調制，在一個調制周期內，定位信號分別接到兩個天線單元并向空間輻射出去；

計算步驟：移動端計算接收的定位信號中的基波分量與第一次諧波分量，再利用基波分量與第一次諧波分量的數學關系估計移動端相對于基站端的方位。

優選的，所述調制步驟包括：

在定位基站，發射的窄帶定位信號的中心頻點為F_c，信號的帶寬為B，射頻開關的調制頻率為F_p，周期為T_p，滿足：

F_pB