[發明專利]一種基于多維度評分的TDOA定位基站選擇方法及系統有效
| 申請號： | 202010982481.6 | 申請日： | 2020-09-17 |
| 公開（公告）號： | CN112218236B | 公開（公告）日： | 2022-04-15 |
| 發明（設計）人： | 郭芝源;王鏹;朱秋君;張婧;李立 | 申請（專利權）人： | 中國電子科技集團公司第三十八研究所 |
| 主分類號： | H04W4/02 | 分類號： | H04W4/02;H04W64/00 |
| 代理公司： | 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153 | 代理人： | 王林 |
| 地址： | 230000 安徽省合*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 多維 評分 tdoa 定位 基站 選擇 方法 系統 | ||
本發明公開了一種基于多維度評分的TDOA定位基站選擇方法及系統，屬于TDOA定位技術領域，包括以下步驟：S1：輸入數據；S2：第一階段篩選；S3：第二階段篩選；S4：選擇基站組合。本發明考慮了影響TDOA系統定位精度的多個因素，從基站幾何區域形狀、到達時間差測量誤差、信噪比大小等多個方面進行優化，能夠選擇出使TDOA系統定位精度更高的定位基站組合，值得被推廣使用。
技術領域
本發明涉及領域，具體涉及一種基于多維度評分的TDOA定位基站選擇方法及系統。
背景技術
TDOA(Time Difference of Arrival，到達時間差)是一種比較精確的定位方法。如圖1所示，為TDOA系統的定位原理示意圖，BS1、BS2和BS3為三個定位基站，目標輻射源E與各站距離r1、r2和r3未知，但兩組時間差(r2-r1、r3-r1)可測量得到，TDOA定位方法通過處理到達時間差對目標輻射源E進行定位。在二維平面內，信號到達兩個定位基站的時間差確定了一組以兩站為焦點的雙曲線，兩組雙曲線(最少三個定位基站)的交點即可確定輻射源的位置。因此，三個及以上定位基站可實現目標輻射源的二維定位，三維定位則需要四個及以上定位基站。
TDOA系統的定位精度與到達時間差測量準確度、定位基站選擇密切相關。各定位基站的時間同步性、采樣率、通道一致性、多徑效應、環境中的電磁干擾等都會影響到達時間差的測量準確度，從而影響系統的定位精度；基站數量、相互之間的距離、幾何形狀、基站與目標輻射源的相對位置都將直接影響TDOA系統的定位精度。為此，提出一種基于多維度評分的TDOA定位基站選擇方法及系統。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于：如何解決在包含冗余站情況下定位基站選擇的問題，提供了一種基于多維度評分的TDOA定位基站選擇方法。
本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的，本發明包括以下步驟：
S1：輸入數據
設TDOA系統共有N個定位基站，輸入N個定位基站的位置數據和各定位基站同一時刻采集到的目標輻射源的I/Q信號序列；
S2：第一階段篩選
從N個定位基站中選取前M個信號能量最大的信號所對應的定位基站；
S3：第二階段篩選
從步驟S2中選取的M個定位基站中選取K個定位基站，對選取K個定位基站進行組合，從目標與基站距離、到達時間差可信度、基站幾何形狀三個維度對各基站組合進行評分，分別得到各基站組合的三個維度得分，計算各基站組合的總得分，總得分由各個維度分項得分加權得到；
S4：選擇基站組合
選擇步驟S3中總得分最高的基站組合。
更進一步地，在所述步驟S2中，選取M個定位基站的具體過程如下：
S21：第n個接收站接收到的I/Q信號序列為In(1…X)和Qn(1…X)，計算相應的復信號序列Rn(1…X)，計算公式如下：
Rn(q)＝In(q)+j*Qn(q)q∈[1,X]
其中，X為信號點數；
S22：對復信號序列Rn(1…X)做FFT變換，可得到信號的頻域復信號Fn(1…X)，計算目標信號能量Pn，目標信號能量Pn為信號頻段內各個頻譜分量的幅度的平方和，計算公式如下：
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