定位方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種定位方法和系統(tǒng)，包括：通過接收器接收五個(gè)以上的信號(hào)發(fā)射源同步發(fā)射的無線信號(hào)；獲取所述接收器接收至少兩組無線信號(hào)的接收時(shí)間；根據(jù)光速和獲取的每組無線信號(hào)中四個(gè)無線信號(hào)的接收時(shí)間，計(jì)算接收器到每組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的一個(gè)信號(hào)發(fā)射源的距離，分別與接收器到每組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的其他三個(gè)信號(hào)發(fā)射源的距離差；將獲取的每組無線信號(hào)的距離差代入對(duì)應(yīng)的定位精度GDOP公式，獲取與每組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的精度因子；通過比較各組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的精度因子，獲取數(shù)值最小的精度因子對(duì)應(yīng)的一組無線信號(hào)，并通過該組無線信號(hào)定位所述接收器的位置信息。實(shí)施本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，可消除時(shí)鐘漂移對(duì)定位精度因子的影響，提高定位準(zhǔn)確度。
【專利說明】定位方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線測量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種定位方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在全球定位系統(tǒng)中，定位精度取決于無線信號(hào)源的幾何參數(shù)或傳感器元件的陣列，可通過四顆衛(wèi)星的⑶OP (Geometric Dilution of Precision,幾何精度因子)來表征，幾何精度因子越小定位精度越高。
[0003]幾何精度因子被定義通常是由衛(wèi)星粒數(shù)和接收機(jī)估算位置計(jì)算出來。⑶OP數(shù)值常常是由導(dǎo)航解處理過程計(jì)算得到，參量GDOP的數(shù)值越大，所代表的單位矢量形體的體積越小。⑶OP包括位置幾何精度因子roop、水平幾何精度因子HDOP、垂直幾何精度因子VDOP和時(shí)間幾何精度因子TDOP四個(gè)參數(shù)，這四個(gè)參數(shù)分別表示定位定時(shí)總誤差Og、位置誤差σρ、水平誤差σ h、垂直位置誤差σ v和時(shí)鐘誤差σ。對(duì)測距誤差σ。的放大倍數(shù)，即:
[0004]
【權(quán)利要求】
1.一種定位方法，其特征在于，包括以下步驟: 通過接收器接收五個(gè)以上的信號(hào)發(fā)射源同步發(fā)射的無線信號(hào)； 獲取所述接收器接收至少兩組無線信號(hào)的接收時(shí)間，其中，每組無線信號(hào)包括四個(gè)所述信號(hào)發(fā)射源同步發(fā)送的無線信號(hào)，四個(gè)所述信號(hào)發(fā)射源中至少一個(gè)不同于其他任意一組無線信號(hào)的信號(hào)發(fā)射源； 根據(jù)光速和獲取的每組無線信號(hào)中四個(gè)無線信號(hào)的接收時(shí)間，計(jì)算所述接收器到每組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的一個(gè)信號(hào)發(fā)射源的距離分別與到其他三個(gè)信號(hào)發(fā)射源的距離間的距離差; 將獲取的每組無線信號(hào)的距離差作為偽距測量誤差代入對(duì)應(yīng)的定位精度GDOP公式，獲取與每組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的精度因子，其中，構(gòu)建所述定位精度GDOP公式的偽距測量誤差的協(xié)方差矩陣由所述接收器的位置解析解公式的偏導(dǎo)數(shù)構(gòu)成； 通過比較各組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的精度因子，獲取數(shù)值最小的精度因子對(duì)應(yīng)的一組無線信號(hào)，并通過該組無線信號(hào)定位所述接收器的位置信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于，在所述通過接收器接收五個(gè)以上的信號(hào)發(fā)射源同步發(fā)射的無線信號(hào)的步驟之前，還包括以下步驟: 參照同一時(shí)鐘源，通過五個(gè)以上的無線信號(hào)發(fā)射源在同一時(shí)間發(fā)射無線信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于，在所述獲取所述接收器接收至少兩組無線信號(hào)的接收時(shí)間的步驟之前，還包括以下步驟: 從接收的五個(gè)以上的無線信號(hào)中選取四個(gè)無線信號(hào)進(jìn)行組合，得到k組無線信號(hào)組，其中，k大于或等于2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位`方法，其特征在于，在所述將獲取的每組無線信號(hào)的距離差代入定位精度⑶OP公式的步驟之前，還包括以下步驟: 獲取發(fā)送每組無線信號(hào)的四個(gè)信號(hào)發(fā)射源發(fā)射每組無線信號(hào)時(shí)的位置信息； 在三維坐標(biāo)系數(shù)中根據(jù)兩點(diǎn)間距離公式，通過獲取的位置信息構(gòu)建與各組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述接收器的位置解析解公式； 通過分別對(duì)每組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的位置解析解公式求偏導(dǎo)數(shù)，獲取每組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的協(xié)方差矩陣，并根據(jù)所述協(xié)方差矩陣分別獲取與每組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的定位精度GDOP公式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的定位方法，其特征在于，所述通過該組無線信號(hào)定位所述接收器的位置信息的步驟包括以下步驟: 將數(shù)值最小的精度因子對(duì)應(yīng)的一組無線信號(hào)的距離差，代入該組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的位置解析解公式進(jìn)行求解，獲取所述接收器的位置坐標(biāo)。
6.一種定位系統(tǒng)，其特征在于，包括: 接收模塊，用于通過接收器接收五個(gè)以上的信號(hào)發(fā)射源同步發(fā)射的無線信號(hào)； 獲取模塊，用于獲取所述接收器接收至少兩組無線信號(hào)的接收時(shí)間，其中，每組無線信號(hào)包括四個(gè)所述信號(hào)發(fā)射源同步發(fā)送的無線信號(hào)，四個(gè)所述信號(hào)發(fā)射源中至少一個(gè)不同于其他任意一組無線信號(hào)的信號(hào)發(fā)射源； 偽距模塊，用于根據(jù)光速和獲取的每組無線信號(hào)中四個(gè)無線信號(hào)的接收時(shí)間，計(jì)算所述接收器到每組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的一個(gè)信號(hào)發(fā)射源的距離分別與到其他三個(gè)信號(hào)發(fā)射源的距離間的距離差；精度模塊，用于將獲取的每組無線信號(hào)的距離差作為偽距測量誤差代入對(duì)應(yīng)的定位精度GDOP公式，獲取與每組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的精度因子，其中，構(gòu)建所述定位精度GDOP公式的偽距測量誤差的協(xié)方差矩陣，由所述接收器的位置解析解公式的偏導(dǎo)數(shù)構(gòu)成； 定位模塊，用于通過比較各組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的精度因子，獲取數(shù)值最小的精度因子對(duì)應(yīng)的一組無線信號(hào)，并通過該組無線信號(hào)定位所述接收器的位置信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括發(fā)送模塊，用于參照同一時(shí)鐘源，通過五個(gè)以上的無線信號(hào)發(fā)射源在同一時(shí)間發(fā)射無線信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述獲取模塊還用于從接收的五個(gè)以上的無線信號(hào)中選取四個(gè)無線信號(hào)進(jìn)行組合，得到k組無線信號(hào)組，其中，k大于或等于2。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述精度模塊還用于: 獲取發(fā)送每組無線信號(hào)的四個(gè)信號(hào)發(fā)射源發(fā)射每組無線信號(hào)時(shí)的位置信息； 在三維坐標(biāo)系數(shù)中根據(jù)兩點(diǎn)間距離公式，通過獲取的位置信息構(gòu)建與各組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述接收器的位置解析解公式； 通過分別對(duì)每組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的位置解析解公式求偏導(dǎo)數(shù)，獲取每組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的協(xié)方差矩陣，并根據(jù)所述協(xié)方差矩陣分別獲取與每組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的定位精度GDOP公式。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任意一項(xiàng)所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位模塊還用于將數(shù)值最小的精度因子對(duì)應(yīng)的一組無線信號(hào)的距離差，代入該組無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的位置解析解公式進(jìn)行求解，獲取所述接收器的位置坐標(biāo)。
【文檔編號(hào)】G01S19/42GK103728642SQ201310749997
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】李曉云, 蘇士娟, 梁國遠(yuǎn), 吳新宇 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院