[發明專利]一種5G定位方法及系統

在審

• 申請號: 202110783314.3
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113534051A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 涂銳;李芳馨;盧曉春;洪菊;韓軍強;張睿;張鵬飛;范麗紅;張世旋;王思遙
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: G01S5/10
• 分類號: G01S5/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

本發明涉及一種5G定位方法及系統，方法包括：獲取基站坐標和TOA觀測值；根據所述基站坐標、接收機坐標和時差構建觀測方程，所述時差為基站與接收機之間的時差；對不同基站間的所述觀測方程進行作差，得到線性化觀測方程；根據設定個數的所述TOA觀測值對所述線性化觀測方程進行最小二乘參數估計，確定待測點的位置坐標。本發明能夠提高定位的精度，并降低計算復雜度。

技術領域

本發明涉及室內定位領域，特別是涉及一種5G定位方法及系統。

背景技術

GNSS可以為戶外用戶提供高精度的導航、定位和授時服務，但是衛星信號難以穿透墻壁，室內定位效果會受到嚴重影響。隨著5G的發展，5G毫米波定位獲得了日益廣泛的關注。5G室內定位算法有助于解決GNSS盲區的定位問題，對室內定位技術乃至室內外無縫定位技術的發展有重要價值。當前，5G室內定位使用的基于到達時間差算法(Time differentofArrival，TDOA)通常需要2次以上最小二乘解算，存在精度低、計算復雜度大、成本高等諸多不足。

如何實現5G室內定位，提高定位的正確性、成功性；同時保障定位精度高、成本低、工作方式簡單便于實施，對于室內定位技術乃至室內外無縫定位技術的發展具有重要價值。

發明內容

本發明的目的是提供一種5G定位方法及系統，以提高定位的精度，降低定位的計算復雜度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種5G定位方法，包括：

獲取基站坐標和TOA觀測值；

根據所述基站坐標、接收機坐標和時差構建觀測方程；所述時差為基站與接收機之間的時差；

對不同基站間的所述觀測方程進行作差，得到線性化觀測方程；

根據設定個數的所述TOA觀測值對所述線性化觀測方程進行最小二乘參數估計，確定待測點的位置坐標。

可選的，所述獲取基站坐標和TOA觀測值之后，還包括：

對所述TOA觀測值的觀測歷元間進行作差，得到觀測歷元差；

去除所述觀測歷元差大于設定閾值的TOA觀測值。

可選的，所述觀測方程的公式為：

其中，i表示5G基站編號，TOA_i表示基站i到接收機之間的時間測量值，(x,y,z)表示接收機三維坐標，(X_i,Y_i,Z_i)表示基站i的三維坐標，c表示光速，dt表示基站與接收機鐘面時差。

可選的，所述線性化觀測方程為：

其中，i為5G基站編號，TOA_i表示基站i到接收機之間的時間測量值，TOA_j表示基站j到接收機之間的時間測量值，(x,y,z)為接收機三維坐標，(X_i,Y_i,Z_i)表示基站i的三維坐標，(X_j,Y_j,Z_j)表示基站j的三維坐標，c表示光速，dt表示基站與接收機鐘面時差。

可選的，所述設定個數為大于或者等于5。

可選的，所述根據設定個數的所述TOA觀測值對所述線性化觀測方程進行最小二乘參數估計，確定待測點的位置坐標具體包括：

根據設定個數的所述TOA觀測值對所述線性化觀測方程進行最小二乘參數估計，得到估計方程和待檢測點的位置坐標；

根據所述估計方程確定所述估計方程的協方差陣；