[發明專利]一種協同分布式定位方法及系統

有效

• 申請號: 202110182885.1
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112954591B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 張欽;王欽文;李海;宋政育;侯舒娟;武毅
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W84/18
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高會允

1.一種協同分布式定位方法，其特征在于，該方法利用Y型布站的協同分布式定位系統進行信號源定位，所述協同分布式定位系統包括3個以上的定位節點，其中一個定位節點被選取為中心節點，所述定位方法包括如下步驟：

各定位節點應用飛行時間測距法即TOF測距法進行測距，獲得定位節點兩兩間的距離，并進行廣播；

中心節點獲取各定位節點兩兩間的距離，并構建空間直角坐標系，得到空間直角坐標系中各定位節點的坐標；

各定位節點利用互相關求時延法計算出信號源到自身的距離之差，并進行廣播；具體為：

所述中心節點向其他定位節點發送采集信號源數據指令；

各定位節點收到中心節點發來的采集信號源數據指令后，開始采集信號源數據，同時中心節點也開始采集信號源數據；

中心節點采集完設定時間內的信號源數據后向各定位節點廣播采集到的信號源數據；

各定位節點將接收到的中心節點的采集到的信號源數據后，當前定位節點利用自身采集到的信號源數據，以互相關求時延法得出采集時間誤差，由此得出中心節點到信號源與當前定位節點到信號源的距離之差；

除中心節點以外的定位節點計算出采集時間誤差值后，向其他定位節點廣播中心節點到信號源與當前定位節點到信號源的距離之差；

中心節點基于空間直角坐標系中各定位節點的坐標，結合信號源到各定位節點的距離之差，采用基于TDOA的Chan算法進行計算，得出信號源相對于各定位節點的坐標值。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，中心節點獲取各定位節點兩兩間的距離，并構建空間直角坐標系，得到空間直角坐標系中各定位節點的坐標，具體為：

隨機選取3個定位節點，分別為1號～3號節點；以1號節點為原點O，1號節點與2號節點所在直線為X軸，1號、2號和3號節點位于同一平面，即為XOY平面，另外選取一個與1號～3號節點相鄰的點為4號節點，以4號節點所在卦限為在第一卦限，由此建立空間直角坐標系；

應用TOF測距法對測得1號、2號和3號節點中兩兩節點間相互距離，從而得出1號、2號和3號節點的坐標，坐標未知的節點為待測節點，待測節點位置按照如下方式計算：

其中d_i為應用TOF測距法測得的待測節點到i號節點的距離，(x_i，y_i，z_i)為i號節點的坐標，i的取值為1、2或3；max(x_i-d_i)為取x₁-d₁、x₂-d₂、x₃-d₃中的最大值；min(x_i+d_i)為取x₁+d₁、x₂+d₂、x₃+d₃中的最小值；max(y_i-d_i)為取y₁-d₁、y₂-d₂、y₃-d₃中的最大值；min(y_i+d_i)為取y₁+d₁、y₂+d₂、y₃+d₃中的最小值；max(z_i-d_i)為取z₁-d₁、z₂-d₂、z₃-d₃中的最大值；min(z_i+d_i)為取z₁+d₁、z₂+d₂、z₃+d₃中的最小值。