[發明專利]基于空間譜測向和TDOA的定位方法、系統、裝置

有效

• 申請號: 202110508680.8
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN112986901B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 黃超;黎秋媚;姜化京
• 申請（專利權）人: 上海特金信息科技有限公司
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14
• 代理公司: 上?；坳现R產權代理事務所(普通合伙) 31343
• 代理人: 徐海晟

本發明提供了一種基于空間譜測向和TDOA的定位方法、系統、裝置，其中的定位方法，包括：獲取N個監測站監測到目標無人機而得到的監測信號，以及所述目標無人機相對于所述N個監測站的波達方向；根據N個監測信號，確定所述目標無人機的位置時差序列，所述位置時差序列中的位置時差表征了對應的兩個監測站監測到所述目標無人機的時差；根據所述N個波達方向，確定所述目標無人機的P個候選位置，以及每個候選位置對應的預估時差序列，所述預估時差序列中的預估時差表征了處于對應候選位置的無人機與對應的兩個監測站通信的時差；根據所述位置時差序列以及所述P個候選位置對應的預估時差序列，確定所述目標無人機的位置。

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，尤其涉及一種基于空間譜測向和TDOA的定位方法、系統、裝置。

背景技術

無人駕駛飛機簡稱無人機，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，或者由車載計算機完全地或間歇地自主地操作，目前在航拍、農業、植保、微型自拍、快遞運輸、災難救援、觀察野生動物、監控傳染病、測繪、新聞報道、電力巡檢、救災、影視拍攝、制造浪漫等等領域均有廣泛的應用。隨著無人機廣泛應用，全球無人機市場規模的進一步擴大，民用無人機市場潛力巨大，必將向更廣闊的領域推廣，但對于無人機的定位技術還不夠無法達到需求。

TDOA（Time Difference of Arrival，到達時間差）定位是一種利用時間差進行定位的方法。通過測量信號到達兩兩監測站的時間差，就能確定信號的位置；雖然TDOA定位系統定位精度較高，但定位精度易受設備及天線接收能力的影響。

發明內容

本發明提供一種基于空間譜測向和TDOA的定位方法、系統、裝置，以解決無人機定位不穩定問題。

根據本發明的第一方面，提供了一種基于空間譜測向和TDOA的定位方法，包括：

獲取N個監測站監測到目標無人機而得到的監測信號，以及所述目標無人機相對于所述N個監測站的波達方向，其中，N≥3；

根據N個監測信號，確定所述目標無人機的位置時差序列，所述位置時差序列中的位置時差表征了對應的兩個監測站監測到所述目標無人機的時差；

根據所述N個波達方向，確定所述目標無人機的P個候選位置，以及每個候選位置對應的預估時差序列，所述預估時差序列中的預估時差表征了處于對應候選位置的無人機與對應的兩個監測站通信的時差，其中，P≥1；

根據所述位置時差序列以及所述P個候選位置對應的預估時差序列，確定所述目標無人機的位置。

可選的，所述監測信號是對所述監測站的天線陣列接收到的所述目標無人機的接收信號進行相位補償而得到的。

可選的，所述監測信號具體是對所述天線陣列的M個陣元的接收信號進行加權求和而進行相位補償的，其中，M≥1。

可選的，每個天線陣列的M個陣元為等距線陣每個陣元的權值是根據以下公式確定的：

；

式中，

λ表示所述監測信號的波長；

m表示第m個天線陣元，其中1≤m≤M；

d表示所述天線陣列的陣元間距；

θ表示第n個監測站的波達方向，其中1≤n≤N；

w_m表示第m個天線陣元的權值。

可選的，每個天線陣列的M個陣元為等距線陣，所述監測信號是根據以下公式確定的：