[發明專利]一種基于正交分集技術實現高精度室內測距的方法

有效

• 申請號: 201710555201.1
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107179527B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 羅海波;阮志強;王輝
• 申請（專利權）人: 閩江學院
• 主分類號: G01S5/14
• 分類號: G01S5/14
• 代理公司: 35100 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊

本發明公開了一種基于正交分集技術實現高精度室內測距的方法，包括如下步驟：（1）在室內設置至少兩個測距節點，每個測距節點設置有兩個極化正交的天線；（2）通過控制射頻開關對任意兩個測距節點中的天線進行組合，得到4個雙天線組合；（3）計算每種雙天線組合下的若干次TOA結果，即根據信號發送和到達時間差計算信號的飛行時間，乘以電磁波的飛行速度3x10⁸m/s，測算得到單次的距離，然后對多次測算數據取平均值得到每種天線組合下的測距值，一共得到4組平均值數據；（4）對上述4組數據再次求平均值，得到該兩個測距節點間的相對距離。本發明通過增加正交天線，綜合考慮不同極化方式時多徑效應引起的誤差相互抵消，從而得到較精確的距離。

技術領域

本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種基于正交分集技術實現高精度室內測距的方法。

背景技術

GPS 北斗等衛星定位系統的成熟發展，使得室外定位的精度可以精確到分米級。由于衛星定位時主要貢獻衛星位于用戶頭頂空間，到室內時，衛星信號受建筑物遮擋，無法直達；繞射到（電磁波的衍射）室內衰減也很快，達到一米左右信號已經衰減很弱。另外，在地下商場、停車場等室內場所，基本無法收到衛星信號，而對室內定位的需求也越來越強烈，因此室內定位是對衛星定位的重大補充。定位技術的前提則是實現待定位節點與已知位置節點之間的距離，然后根據多點實現聯合定位。利用到達時間差（Time of Arrive,TOA）測距是室內定位的一項重要方法，這種方法利用測距節點間的通信時間差來計算相對距離，但是該測距方法的精度一直受通信帶寬、室內多徑效應、障礙物遮擋等因素制約。

提高室內測距精度較明顯的一種方法是增加通信帶寬，這意味著要提高射頻前端設計的復雜性和產品成本，提高帶寬能增加精度的根本原因是隨著帶寬增加，脈沖信號占用時間極短，收發端可以有效鑒別出多徑信號，從而在較大程度上克服多徑效應對精度的影響。另一方面，天線分集技術也是抗多徑效應的一種有效方法，在測距節點采用多天線分集，也可以有效的降低多徑效應，從而提高室內測距的精度，采用天線分集技術的額外成本需要加一顆射頻開關和一根天線，硬件成本較增加帶寬相對較高，但可有效節約寶貴的頻譜資源。

發明內容

本發明的目的在于實現高精度室內測距，并控制成本。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種基于正交分集技術實現高精度室內測距的方法，包括如下步驟：

（1）在室內設置至少兩個測距節點，每個測距節點設置有兩個極化正交的天線；

（2）通過控制射頻開關對任意兩個測距節點中的天線進行組合，得到4個雙天線組合；

（3）計算每種雙天線組合下的若干次TOA結果，即根據信號發送和到達時間差計算信號的飛行時間，乘以電磁波的飛行速度3x10⁸m/s，測算得到單次的距離，然后對多次測算數據取平均值得到每種天線組合下的測距值，一共得到4組平均值數據；

（4）對上述4組數據再次計算平均值，得到該兩個測距節點間的相對距離。

優選地，所述兩個極化正交的天線是一個水平極化的天線和一個垂直極化的天線。

優選地，每個水平極化的天線相互平行。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：通過增加正交天線，綜合考慮不同極化方式時多徑效應引起的誤差相互抵消，得到較精確的距離。

附圖說明

圖1是本發明實施例測距節點示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明內容進行詳細說明。