CN102034281B - 利用附加天线定位解决邻道干扰问题的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用附加天线定位解决邻道干扰问题的方法，包括：步骤1：安装附加天线；步骤2：划分定标点；步骤3：计算原有天线和附加天线相对于定标点的距离；步骤4：确定原有天线和附加天线相对于定标点的链路基本传输损耗；步骤5：理论计算原有天线接收机收到各定标点的上行信号强度值；步骤6：理论计算附加天线接收机收到各定标点的上行信号强度值；步骤7：通过实测对原有天线接收机收到的各定标点的上行信号强度值进行调整，得到参考值；步骤8：通过实测对附加天线接收机收到的各定标点的上行信号强度值进行调整，得到参考值；步骤9：通过与已存储的参考值进行匹配拟合，确定车辆位置；该方法可以克服邻道干扰问题，提高电子不停车收费系统的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及智能交通系统中的电子不停车收费技术，具体地说，涉及电子收费系统中准确识别车辆电子标签的方法。
背景技术
电子不停车收费(Electronic Toll Collection，ETC)系统，是国际上正在努力开发并推广的一种用于公路、大桥和隧道的电子自动收费系统。通过安装在车辆挡风玻璃上的车辆电子标签与在收费站ETC车道路侧天线之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与后台收费中心进行结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能自动交纳路桥费的目的。
对于目前的ETC收费系统，存在的主要问题是ETC系统邻道干扰问题：本车道路侧设备天线发射信号辐射到相邻车道上，或本车道路侧设备天线接收到相邻车道上的车辆电子标签的信号，从而造成误交易的现象。
这是由于目前电子不停车收费系统的定向天线产品工艺和收费站所处的复杂电磁环境等因素，天线的通信区域不能严格地限定在本车道的合理区域内，微波信号在邻道的泄露不可避免；加上车辆行驶的不确定性，从而造成的。
请参照图1，在ETC车道1和MTC(Manual Toll Collection)收费车道2内分别有车辆101、201驶入，车辆101、201的行驶方向相同，车辆101、201的车辆电子标签102、202可能会收到电子收费车道1的原有天线103发出的下行广播帧，车辆201处于MTC车道，如果电子收费车道1的原有天线103与车辆201进行交易，会出现误交易现象。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种利用附加天线定位解决邻道干扰问题的方法，通过对比原有天线和附加天线的接收信号功率和路侧设备已存储的参考数据，判断车辆的位置，避免造成对车辆位置的误判，克服邻道干扰问题，从而提高电子不停车收费系统的可靠性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用附加天线定位解决邻道干扰问题的方法，通过匹配附加天线与电子不停车收费车道原有天线的数据，解决邻道干扰，其特征是：该方法包括以下步骤：
步骤1：在原有天线的检测范围内设置一条基准线，该基准线与行车方向垂直，然后在原有天线的旁边安装附加天线，附加天线的安装要素有三个：安装角度、安装高度以及安装跨度；
安装角度是指天线的俯仰角；
安装高度是指天线到地面的垂直距离；
安装跨度是指与原有天线水平方向的距离；
其中安装角度和安装高度与原有天线相同，安装跨度等于原有天线半功率角的一半的正切值、附加天线半功率角的一半的正切值之和与原有天线到基准线的直射距离的乘积再加上检测区域错位距离；错位距离由原有天线和附加天线的半功率角确定，错位距离设定原则是使原有天线和附加天线的半功率角的边线与所述基准线的交点没有重合区域；
步骤2：根据步骤1计算出的原有天线、附加天线之间的距离，在所述基准线上以等步长设置多个虚拟的定标点；
步骤3：通过公知的三角公式计算原有天线和附加天线相对于每一个定标点的距离；
步骤4：通过公知的无线微波直射路径传输损耗公式计算原有天线和附加天线相对于每一个定标点的链路基本传输损耗；
步骤5：通过理论计算初步确定：原有天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值；
原有天线接收机收到的上行信号强度值等于电子标签发射功率减去车前挡风玻璃损耗、再减去原有天线链路损耗、再减去馈线损耗、再加上原有天线增益；
步骤6：通过理论计算初步确定：附加天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值，
附加天线接收机收到的上行信号强度值等于电子标签发射功率减去车前挡风玻璃损耗、再减去附加天线链路损耗、再减去馈线损耗、再加上附加天线增益；
步骤7：通过实际测量，对原有天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值进行调整；
进行现场实测，在实际道路中选择几个具有代表性的定标点进行实际测量，具有代表性的定标点为两端点和中间点；
将具有代表性的定标点的实际测量值与理论计算值进行比较，算出误差值，然后对具有代表性的定标点的误差值取平均值；
利用该误差值平均值对理论计算的原有天线接收机收到的车辆电子标签在各定标点发出的上行信号强度值进行调整，作为原有天线接收信号强度参考值；
步骤8：通过实际测量，对附加天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值进行调整；
进行现场实测，在实际道路中选择几个具有代表性的定标点进行实际测量，具有代表性的定标点为两端点和中间点；
将具有代表性的定标点的实际测量值与理论计算值进行比较，算出误差值，然后对具有代表性的定标点的误差值取平均值；
利用该误差值平均值对理论计算的附加天线接收机收到的车辆电子标签在各定标点发出的上行信号强度值进行调整，作为附加天线接收信号强度参考值；
步骤9：将上述步骤7、步骤8得到的原有天线接收信号强度参考值、附加天线接收信号强度参考值存储在对应路侧设备的存储区中，每次原有天线、附加天线收到车辆电子标签发出的上行信号后，与对应路侧设备存储区中的原有天线、附加天线接收信号强度参考值进行匹配拟合，从而判断车辆的位置；
本发明主要针对单条ETC车道，或者ETC车道和MTC车道/辅路车道相邻的场合。本发明的创新之处在于：利用三角测量原理进行电子标签定位，对原有天线和附加天线接收到的车辆电子标签的信号强度指标进行比较，通过匹配拟合判断该车辆电子标签是否进入本车道，从而避免与非本车道的车辆电子标签进行通信，杜绝了相邻ETC车道和MTC车道的车辆电子标签信号相互干扰而造成的重复或者错误计费现象。
附图说明
图1是ETC与MTC车道相邻的结构示意图；
图2车道天线与车载电子标签交易时的相对位置侧视图；
图3是实施例一的原有天线与附加天线的方向性图；
图4是原有天线增益示意图；
图5是原有天线到定标点距离和方向角示意图。
图6是附加天线增益示意图；
图7是附加天线到定标点距离和方向角示意图；
图8是实施例二的原有天线与附加天线的方向性图；
图9是实施例三的原有天线与附加天线的方向性图；
具体实施方式
实施例一，本发明是一种利用附加天线定位解决邻道干扰问题的方法，通过匹配附加天线与电子不停车收费车道原有天线的数据，解决邻道干扰，该方法包括以下步骤：
步骤1：在原有天线的检测范围内设置一条基准线，该基准线与行车方向垂直，然后在原有天线的旁边安装附加天线，附加天线的安装要素有三个：安装角度、安装高度以及安装跨度；
安装角度是指天线的俯仰角，
安装高度是指天线到地面的垂直距离，
安装跨度是指与原有天线水平方向的距离，
其中安装角度和安装高度与原有天线相同，安装跨度等于原有天线半功率角的一半的正切值、附加天线半功率角的一半的正切值之和与原有天线到基准线的直射距离的乘积再加上检测区域错位距离；错位距离由原有天线和附加天线的半功率角确定，错位距离设定原则是使原有天线和附加天线的半功率角的边线与所述基准线的交点没有重合区域；
半功率角(波瓣宽度)是定向天线的重要参数，它是指天线的辐射图中低于峰值3dB(即峰值功率的一半)处所成夹角的宽度。主要涉及两个方面：水平波瓣宽度和垂直平面波瓣宽度。水平平面的半功率角(H-Plane HalfPower beamwidth)定义了天线水平平面的波束宽度。垂直平面的半功率角(V-Plane Half Power beamwidth)定义了天线垂直平面的波束宽度。半功率角的角度越大，天线的功率辐射面越宽；角度越小，则天线的辐射范围越窄，定向性较强。半功率角越小，偏离主波束方向时信号衰减越快，越容易准确控制覆盖范围。
ETC系统的路侧设备天线都为定向天线，在本实施例中，原有天线安装在龙门架上，原有天线位于其所在车道的正中央，安装高度为5.5米，安装角度为向下45度角，这样天线辐射功率最大水平方向为本车道正中央，垂直方向为天线检测区域中间部分；国内ETC系统中，天线通信区域最远端距离天线正下方为5.5-6.5米，在此取5米处的较远端作为基准线位置；基准线高度取1米，与车辆电子标签安装位置的高度对应；
在本发明中，邻道干扰主要是由天线水平方向的辐射分布决定的，所以附加天线的安装跨度主要考虑水平方向的偏移，偏移距离是为了保证附加天线和原有天线的主检测区(半功率角之内)不相互干扰，具体体现为车载电子标签在基准线位置和路侧设备天线通信时，不会同时处于两个天线的半功率角之内。因此，附加天线的安装原则是使原有天线和附加天线的半功率角的边线与基准线的交点没有重合区域，在此用错位距离M命名这个隔离区。
请参照图3，原有天线和附加天线的半功率角的边线与所述基准线的交点分别为P2、P3，由于设定了错位距离M，所以，原有天线和附加天线的半功率角的边线在到达基准线时以及到达基准线前都不相交。
这就保证了原有天线、附加天线接收到基准线上任意一点的信号差异较为明显，从而比较容易判断车辆的位置；值得指出的是，错位距离不是必须的，如果计算到的附加天线安装跨度太大，无法工程实施时，可以缩小安装跨度。但是，原有天线和附加天线的最短距离要保证接收到同一个定标点的信号强度不同。
下面首先计算原有天线到基准线的直射距离，再计算安装跨度(附加天线的安装位置)。
请参照图2，在本实施例中，基准线到原有天线和附加天线(龙门架)所在直线的高度差为h＝h2-h1＝5.5-1＝4.5米，
其中，基准线高度h1为1米，原有天线安装高度h2为5.5米；
车辆电子标签102到原有天线正下方的水平距离s＝5米；
根据勾股定理，电子不停车收费(ETC)车道原有天线到基准线的直射距离L可用公式一表示，公式一：
在此取L＝6.5米。
图3示出了ETC收费车道设施的俯视图，其中原有天线和附加天线的半功率角θ1、θ2分别是34.96和49.54度，错位距离M＝1米，附加天线的安装跨度可以由公知的三角公式计算获得，因此安装跨度W等于原有天线半功率角一半的正切值、附加天线半功率角一半的正切值之和与原有天线到基准线的直射距离的乘积再加上检测区域错位距离M，可用公式二表示，公式二：
W＝[tan(θ1/2)+tan(θ2/2)]×L+M
W＝tan(34.96/2)×6.5+tan(49.54/2)×6.5+1
W＝0.31×6.5+0.46×6.5+1
W＝6米
步骤2：根据步骤1计算出的原有天线、附加天线之间的距离，在所述基准线上以等步长设置多个虚拟的定标点；
基准线上的定标点个数和步长(间距)主要由附加天线安装位置、原有天线检测范围(主要由半功率角表征)和车道宽度决定，典型值为半个车身宽度至一个车身宽度之间，本实施例中，根据步骤1的计算，附加天线、原有天线之间的距离为6米，根据ETC车道宽度典型值3.3米，收费岛宽2.2米，取定标点个数为8，步长为1米，分别用{P-1，P0，P1，P2，P3，P4，P5，P6}来表示，其位置在图3中示出，其中P0是原有天线到基准线的最大辐射方向。
步骤3：通过勾股定理确定原有天线和附加天线相对于每一个定标点的距离d1、d2，
原有天线相对于每一个定标点的距离d1是原有天线与定标点水平方向的偏移距离的平方加上原有天线到基准线的直射距离的平方然后开方，
可用公式三表示，公式三：
其中L是原有天线到基准线的直射距离，L＝6.5米。
X1是原有天线与定标点水平方向的偏移距离，对于每一个定标点{P-1，P0，P1，P2，P3，P4，P5，P6}，X1的值分别＝{-1米，0米，1米，2米，3米，4米，5米，6米}。
附加天线相对于每一个定标点的距离d2是附加天线与定标点水平方向的偏移距离的平方加上原有天线到基准线的直射距离的平方然后开方，可用公式四表示，公式四：
其中L是原有天线到基准线的直射距离，L＝6.5米。
X2是附加天线与定标点的水平方向的偏移距离，对于每一个定标点{P-1，P0，P1，P2，P3，P4，P5，P6}，X2的值分别＝{7米，6米，5米，4米，3米，2米，1米，0米}。
经过上述公式三、公式四计算可知：原有天线和附加天线相对于每一个定标点的距离d1、d2如表格1所示，
表格1：
| 定标点 | P(-1) | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| d1 | 6.6 | 6.5 | 6.6 | 6.8 | 7.2 | 7.6 | 8.2 | 8.8 |
| d2 | 9.6 | 8.8 | 8.2 | 7.6 | 7.2 | 6.8 | 6.6 | 6.5 |
步骤4：通过公知的无线微波直射路径传输损耗公式计算原有天线和附加天线相对于每一个定标点的链路基本传输损耗；
原有天线的链路基本传输损耗等于常数一加上常数二与原有天线到定标点距离的对数的乘积再加上常数三与上行信号载波频率的对数的乘积，
可用公式五表示，公式五：
L1＝32.44+20logd1+20logf
其中：d1为原有天线与定标点的距离，单位为米，
f为上行信号载波频率，单位为千赫兹GHz，本实施例中为固定值，取为5.8GHz。
附加天线的链路基本传输损耗等于常数一加上常数二与附加天线到定标点距离的对数的乘积再加上常数三与上行信号载波频率的对数的乘积，
可用公式六表示，公式六：
L1＝32.44+20logd2+20logf
其中：d2为附加天线与定标点的距离，单位为米；
f为上行信号载波频率，单位为千赫兹GHz，本实施例中为固定值5.8GHz。
经过上述公式五、公式六计算可知：原有天线和附加天线相对于每一个定标点的链路损耗如表格2所示：
表格2：
| 定标点 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| L1 | 64.07 | 63.97 | 64.07 | 64.36 | 64.81 | 65.36 | 65.99 | 66.64 |
| L2 | 67.31 | 66.64 | 65.99 | 65.36 | 64.81 | 64.36 | 64.07 | 63.97 |
步骤5：通过理论计算初步确定：原有天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值(RSSI1)，
原有天线接收机收到的上行信号强度值(RSSI1)＝电子标签发射功率(EIRP)-车前挡风玻璃损耗-原有天线链路损耗(L1)-馈线损耗+原有天线增益。
其中：电子标签发射功率(EIRP)取值为0dBm，车前挡风玻璃损耗取值为2dB(因车型玻璃不同而有所不同)，馈线损耗取值为1dB，
原有天线增益的取值根据车辆电子标签与原有天线相对位置的夹角从天线的增益图中得到。天线的增益图由图4给出，其中原有天线增益最大的角度为0度。最大增益为18dB，其它角度的增益可以从图4中查找得出。
第i个定标点的RSSI1的计算公式可用公式七表示，公式七：
RSSI1(i)＝0-2-L1-1+G1(i)＝G1(i)-3-L1
其中：G1(i)为第i个定标点的天线增益，G1(i)的计算需要知道原有天线到定标点的方向角，图5给出了原有天线到定标点P6的方向角。
原有天线到第i个定标点的方向角计算公式可用公式八表示，公式八：
Ang(i)＝90-arctan(X1/L)×180/π
其中L＝6.5。
图5给出了原有天线相对于定标点P6的方向角。首先用公式八计算原有天线相对于各定标点的方向角，再根据原有天线增益图(图4)查找对应的天线增益，最后根据公式七计算原有天线接收到的对应定标点的上行信号强度值(RSSI1)，结果如表格3所示。
表格3：
| 定标点 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| 方向角 | -8.75 | 0 | 8.75 | 17.10 | 24.78 | 31.61 | 37.57 | 42.71 |
| G1(i) | 15 | 18 | 15 | 13 | 3 | -7 | -6 | -14 |
| RSSI1 | -52.07 | -48.97 | -52.07 | -54.36 | -64.81 | -75.36 | -74.99 | -83.64 |
步骤6：通过理论计算初步确定：附加天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值(RSSI2)，
附加天线接收机收到的上行信号强度值(RSSI2)＝电子标签发射功率(EIRP)-车前挡风玻璃损耗-附加天线链路损耗(L2)-馈线损耗+附加天线增益，
电子标签发射功率(EIRP)取值为0dBm，车前挡风玻璃损耗取值为2dB(因车型玻璃不同而有所不同)，馈线损耗取值为1db，天线增益的取值可以根据电子标签与附加天线相对位置的夹角从天线的方向角图中得到。
附加天线的增益图如图6所示，附加天线的最大增益为20dB。
第i个定标点的RSSI2的计算公式可用公式九表示，公式九：
RSSI 2(i)＝0-2-L2-1+G2(i)＝G2(i)-3-L2
其中G2(i)为第i个定标点的天线增益，G2(i)的计算需要知道附加天线到定标点的方向角。例如附加天线到定标点P-1的方向角由图7示出。
附加天线到第i个定标点的方向角计算公式可用公式十表示，公式十：
Ang(i)＝90-arctan(X2/L)×180/π
其中L＝6.5。
首先用公式十计算不同定标点相对于附加天线的方向角，再根据附加天线增益图(图6)查找对应的天线增益，最后根据公式九计算附加天线接收到的对应定标点的上行信号强度值(RSSI2)，结果如表格4所示。
表格4：
| 定标点 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| 方向角 | 47.12 | 42.71 | 37.57 | 31.61 | 24.78 | 17.10 | 8.75 | 0 |
| G2(i) | -5 | -2 | 0 | -5 | 0 | 2 | 10 | 20 |
| RSSI2 | -75.31 | -71.64 | -68.99 | -73.36 | -67.81 | -65.36 | -57.07 | -46.97 |
步骤7，通过实际测量，对原有天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值(RSSI1)进行调整，
进行现场实测，在实际道路中选择几个具有代表性的定标点进行实际测量，具有代表性的定标点为两端点和中间点，
将每个具有代表性的定标点的实际测量值与理论计算值进行比较，算出误差值，然后对具有代表性的定标点的误差值取平均值，利用该误差值平均值对理论计算的原有天线接收机收到的车辆电子标签在各定标点发出的上行信号强度值进行调整，作为原有天线接收信号强度参考值，
经过实际测量可知，在定标点P0位置RSSI1的实际值是-45dBm，理论计算值-48.97dBm，误差4dB，
在定标点P3位置RSSI1的实际值是-68dBm，理论计算值-64.81dBm，误差-3dB，
在定标点P6位置RSSI1的实际值是-88dBm，理论计算值-83.64dBm，误差-4dB，
对上述误差值取平均值(4-3-4)/3＝-1，就得到了本路段RSSI1的误差平均值为-1dB，
然后利用该误差值平均值对表格3中的各RSSI1进行调整，就得到了原有天线接收信号强度参考值，
如表格5所示，表格5：
| 定标点 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| RSSI1 | -53.07 | -49.97 | -53.07 | -55.36 | -65.81 | -76.36 | -75.99 | -84.64 |
步骤8，通过实际测量，对附加天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值(RSSI2)进行调整，
进行现场实测，在实际道路中选择几个具有代表性的定标点进行实际测量，具有代表性的定标点为两端点和中间点，
将具有代表性的每个定标点的实际测量值与理论计算值进行比较，算出误差值，然后对具有代表性的定标点的误差值取平均值，利用该误差值平均值对理论计算的附加天线接收机收到的车辆电子标签在各定标点发出的上行信号强度值进行调整，作为附加天线接收信号强度参考值，
经过实际测量可知，在定标点P0位置RSSI2的实际值-75dBm，理论计算值-71.64dBm，误差-3dB，
在定标点P3位置RSSI2的实际值-73dBm，理论计算值-67.81dBm，误差-5dB，
在定标点P6位置RSSI2的实际值-51dBm，理论计算值-46.97dBm，误差-4dB，
对上述误差值取平均值(-3-4-5)/3＝-4，就得到了本路段RSSI2的误差平均值-4dB，
然后利用该误差值平均值对表格4中的各RSSI2进行调整，就得到了附加天线接收信号强度参考值，如表格6所示，
表格6：
| 定标点 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| RSSI2 | -79.31 | -75.64 | -72.99 | -77.36 | -71.81 | -69.36 | -61.07 | -50.97 |
步骤9：
将上述步骤7、步骤8得到的原有天线接收信号强度参考值、附加天线接收信号强度参考值(表格5、表格6中的数据)存储在对应路侧设备的存储区中，每次原有天线、附加天线收到车辆电子标签发出的上行信号后，与对应路侧设备存储区中的原有天线、附加天线接收信号强度参考值进行匹配拟合，从而判断车辆的位置。匹配拟合由计算机按照软件程序的设定自动完成。软件程序可以按照公知的匹配拟合算法进行编程，例如：
为了减小判断误差，增加判断准确性，匹配拟合可以采用相对值拟合的算法。
也就是说，计算原有天线、附加天线的接收信号强度的相对值(两天线在同一定标点的RSSI的比值)，完成拟合匹配。
例如，对于上述8个定标点，原有天线和附加天线的相对值就是表格5、中RSSI1和表格6中RSSI2的比值，可以用表格7表示，
表格7：
| 定标点 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| RSSI1/RSSI2 | 0.67 | 0.66 | 0.73 | 0.72 | 0.92 | 1.10 | 1.24 | 1.66 |
假设本次原有天线和附加天线的接收信号强度值分别为r1＝-50dBm和r2＝-74dBm，则相对值为r1/r2＝-50/(-74)＝0.676，
从表格7中寻找与该比值(0.676)最接近的定标点，该定标点为P-1(0.67)，
则匹配拟合结果是：车辆电子标签位置为P-1点，车辆电子标签位于原有天线所在车道1内(因为定标点P-1位于原有天线所在车道，如图1、图3所示)。
实施例二，本发明是一种利用附加天线定位解决邻道干扰问题的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：在原有天线的检测范围内设置一条基准线，该基准线与行车方向垂直，然后在电子不停车收费车道原有天线的旁边安装附加天线，附加天线的安装要素有三个：安装角度、安装高度以及安装跨度；
安装角度是指天线的俯仰角；
安装高度是指天线到地面的垂直距离；
安装跨度是指与原有天线水平方向的距离；
其中安装角度和安装高度与原有天线相同，安装跨度等于原有天线半功率角的一半的正切值、附加天线半功率角的一半的正切值之和与原有天线到基准线的直射距离的乘积再加上检测区域错位距离；
在本实施例中，原有天线安装在龙门架上，原有天线位于其所在车道的正中央，安装高度为5.5米，安装角度为向下45度角，这样天线辐射功率最大水平方向为本车道正中央，垂直方向为天线检测区域中间部分；国内ETC系统中，天线通信区域最远端距离天线正下方为5.5-6.5米，在此取5米处的较远端作为基准线位置；基准线高度取1米，与车辆电子标签位置高度对应；
错位距离M由原有天线和附加天线的半功率角确定，错位距离M设定原则是使原有天线和附加天线的半功率角的边线与基准线的交点没有重合区域，或者说，原有天线和附加天线的半功率角的边线与定标点基准线的交点之间有一定的隔离区，我们用一个错位距离来命名这个隔离区。如图8所示。本实施例中，错位距离M＝1米。
请参照图8，原有天线和附加天线的半功率角的边线与所述基准线的交点分别为P2、P3，由于设定了错位距离M，所以，原有天线和附加天线的半功率角的边线在到达基准线时以及到达基准线前都不相交。
这就保证了原有天线、附加天线接收到的信号差异较为明显，从而比较容易判断车辆的位置；值得指出的是，错位距离不是必须的，如果天线安装位置距离太远，无法工程实施时，可以缩小安装跨度。但是，原有天线和附加天线的最短距离要保证接收到同一个定标点的信号强度不同。定标点的步长需要实测数据来保证设计的可行性。
下面首先计算原有天线到基准线的直射距离，再计算安装跨度(附加天线的安装位置)。
请参照图2，在本实施例中，基准线到原有天线和附加天线(龙门架)所在直线的高度差为h＝h2-h1＝5.5-1＝4.5米，
其中，基准线高度h1为1米，原有天线安装高度h2为5.5米；
车辆电子标签102到原有天线正下方的水平距离s＝5米；
根据勾股定理，电子不停车收费(ETC)车道原有天线到基准线的直射距离L可用公式一表示，公式一：
考虑到误差因素，在此取L＝6.5米
本实施例中，原有天线和附加天线的半功率角θ1、θ2分别是34.96和34.96度，安装跨度W等于原有天线半功率角一半的正切值、附加天线半功率角一半的正切值之和与原有天线到基准线的直射距离的乘积再加上检测区域错位距离M，可用公式二表示，公式二：
W＝[tan(θ1/2)+tan(θ2/2)]×L+M
W＝tan(34.96/2)×6.5+tan(34.96/2)×6.5+1
W＝0.46×6.5+0.31×6.5+1
W＝5米
步骤2：根据步骤1计算出的原有天线、附加天线之间的距离，在所述基准线上以等步长设置多个虚拟的定标点；
基准线上的定标点个数和步长(间距)主要由附加天线安装位置、原有天线检测范围(主要由半功率角表征)和车道宽度决定，典型值为半个车身宽度至一个车身宽度之间。
本实施例中，根据步骤1的计算，附加天线、原有天线之间的距离为5米，ETC车道宽度典型值3.3米，收费岛宽2.2米，取定标点个数为8，间距为1米；图8给出了8个定标点的俯视位置图，定标点间步长为1米，分别是{P-1，P0，P1，P2，P3，P4，P5，P6}。
步骤3：通过勾股定理确定原有天线和附加天线相对于每一个定标点的距离d1、d2，
原有天线相对于每一个定标点的距离d1是原有天线与定标点水平方向的偏移距离的平方加上原有天线到基准线的直射距离的平方然后开方，
可用公式三表示，公式三：
其中L是原有天线到基准线的直射距离，L＝6.5米。
X1是原有天线与定标点水平方向的偏移距离，对于每一个定标点{P-1，P0，P1，P2，P3，P4，P5，P6}，X1的值分别＝{-1米，0米，1米，2米，3米，4米，5米，6米}。
附加天线相对于每一个定标点的距离d2是附加天线与定标点水平方向的偏移距离的平方加上原有天线到基准线的直射距离的平方然后开方，可用公式四表示，公式四：
其中L是原有天线到基准线的直射距离，L＝6.5米。
X2是附加天线与定标点的水平方向的偏移距离，对于每一个定标点{P-1，P0，P1，P2，P3，P4，P5，P6}，X2的值分别＝{7米，6米，5米，4米，3米，2米，1米，0米}。
经过上述公式三、公式四计算可知：原有天线和附加天线相对于每一个定标点的距离d1、d2如表格8所示，表格8：
| 定标点 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| d1(米) | 6.6 | 6.5 | 6.6 | 6.8 | 7.2 | 7.6 | 8.2 | 8.8 |
| d2(米) | 8.8 | 8.2 | 7.6 | 7.2 | 6.8 | 6.6 | 6.5 | 6.6 |
步骤4：通过公知的无线微波直射路径传输损耗公式计算原有天线和附加天线相对于每一个定标点的链路基本传输损耗；
原有天线的链路基本传输损耗等于常数一加上常数二与原有天线到定标点距离的对数的乘积再加上常数三与上行信号载波频率的对数的乘积，
可用公式五表示，公式五：
L1＝32.44+20logd1+20logf
其中：d1为原有天线与定标点的距离，单位为米，
f为上行信号载波频率，单位为GHz，本实施例中为固定值，取为5.8GHz。
附加天线的链路基本传输损耗等于常数一加上常数二与附加天线到定标点距离的对数的乘积再加上常数三与上行信号载波频率的对数的乘积，
可用公式六表示，公式六：
L1＝32.44+20logd2+20logf
其中：d2为附加天线与定标点的距离，单位为米，
f为上行信号载波频率，单位为GHz，本实施例中为固定值5.8GHz。
经过上述公式五、公式六计算可知：原有天线和附加天线相对于每一个定标点的链路损耗如表格9所示：表格9：
| 定标点 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| L1 | 64.07 | 63.97 | 64.07 | 64.36 | 64.81 | 65.36 | 65.99 | 66.64 |
| L2 | 66.64 | 65.99 | 65.36 | 64.81 | 64.36 | 64.07 | 63.97 | 64.07 |
步骤5：通过理论计算初步确定：原有天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值(RSSI1)，
原有天线接收机收到的上行信号强度值(RSSI1)＝电子标签发射功率(EIRP)-车前挡风玻璃损耗-原有天线链路损耗(L1)-馈线损耗+原有天线增益。其中：电子标签发射功率(EIRP)取值为0dBm，车前挡风玻璃损耗取值为2dB(因车型玻璃不同而有所不同)，馈线损耗取值为1dB，
原有天线增益的取值根据车辆电子标签与原有天线相对位置的夹角从天线的增益图中得到。天线的增益图由图4给出，其中原有天线增益最大的角度为0度。最大增益为18dB，其它角度的增益可以从图4中查找得出。第i个定标点的RSSI1的计算公式可用公式七表示，公式七：
RSSI1(i)＝0-2-L1-1+G1(i)＝G1(i)-3-L1
其中G1(i)为第i个定标点的天线增益，G1(i)的计算需要知道原有天线到定标点的方向角，如图5所示。
原有天线到第i个定标点的方向角计算公式可用公式八表示，公式八：
Ang(i)＝90-arctan(X1/L)×180/π
其中L＝6.5。
图5给出原有天线到定标点P6的距离和方向角示意图。
用上述公式七、公式八依次计算车辆电子标签在不同定标点位置的方向角和天线增益，以及原有天线接收到的对应位置的上行信号强度值(RSSI1)，结果如表格10所示。RSSI1表示车辆电子标签在不同定标点位置时，原有天线接收到的上行信号强度值。
表格10
| 定标点 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| 方向角 | -8.75 | 0 | 8.75 | 17.10 | 24.78 | 31.61 | 37.57 | 42.71 |
| G1(i) | 15 | 18 | 15 | 13 | 3 | -7 | -6 | -14 |
| RSSI1 | -52.07 | -48.97 | -52.07 | -54.36 | -64.81 | -75.36 | -74.99 | -83.64 |
步骤6：通过理论计算初步确定：附加天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值(RSSI2)，
附加天线接收机收到的上行信号强度值(RSSI2)＝电子标签发射功率(EIRP)-车前挡风玻璃损耗-附加天线链路损耗(L2)-馈线损耗+附加天线增益，
其中：电子标签发射功率(EIRP)取值为0dBm，车前挡风玻璃损耗取值为2dB(因车型玻璃不同而有所不同)，馈线损耗取值为1db，天线增益的取值可以根据电子标签与附加天线相对位置的夹角从天线的增益图中得到。
第i个定标点的RSSI2的计算公式可用公式九表示，公式九：
RSSI2(i)＝0-2-L2-1+G2(i)＝G2(i)-3-L2
其中G2(i)为第i个定标点的天线增益，G2(i)的计算需要知道附加天线到定标点的方向角(如图7所示)。
附加天线到第i个定标点的方向角计算可用公式十表示，公式十：
Ang(i)＝90-arctan(X2/L)×180/π
其中L＝6.5。
用上述公式九、公式十依次计算车辆电子标签在不同定标点位置的方向角和天线增益，以及附加天线接收到的对应位置的上行信号强度值(RSSI2)，结果如表格11所示。RSSI2表示车辆电子标签在不同定标点位置时，附加天线接收到的上行信号强度值。
表格11：
| 定标点 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| 方向角 | 42.71 | 37.57 | 31.61 | 24.78 | 17.10 | 8.75 | 0 | -8.75 |
| G2(i) | -14 | -6 | -7 | 3 | 13 | 15 | 18 | 15 |
| RSSI2 | -83.64 | -74.99 | -75.36 | -64.81 | -54.36 | -52.07 | -48.97 | -52.07 |
步骤7：通过实际测量，对原有天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值(RSSI1)进行调整，
进行现场实测，在实际道路中选择几个具有代表性的定标点进行实际测量，具有代表性的定标点为两端点和中间点，
将具有代表性的每个定标点的实际测量值与理论计算值进行比较，算出误差值，然后对具有代表性的定标点的误差值取平均值，利用该误差值平均值对理论计算的原有天线接收机收到的车辆电子标签在各定标点发出的上行信号强度值进行调整，作为原有天线接收信号强度参考值，经过实际测量可知，
在定标点P0位置RSSI1的实际值是-45dBm，理论计算值-48.97dBm，误差4dB，
在定标点P3位置RSSI1的实际值是-68dBm，理论计算值-64.81dBm，误差-3dB，
在定标点P6位置RSSI1的实际值是-88dBm，理论计算值-83.64dBm，误差-4dB，
对上述误差值取平均值，(4-3-4)/3＝-1dB，
就得到了本路段RSSI1的误差平均值为-1dB，
然后利用该误差值平均值对表格10中的各RSSI1进行调整，就得到了原有天线接收信号强度参考值，如表格12所示，
表格12：
| 定标点 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| RSSI1 | -53.07 | -49.97 | -53.07 | -55.36 | -65.81 | -76.36 | -75.99 | -84.64 |
步骤8：通过实际测量，对附加天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值(RSSI2)进行调整，
进行现场实测，在实际道路中选择几个具有代表性的定标点进行实际测量，具有代表性的定标点为两端点和中间点，
将具有代表性的每个定标点的实际测量值与理论计算值进行比较，算出误差值，然后对具有代表性的定标点的误差值取平均值，利用该误差值平均值对理论计算的附加天线接收机收到的车辆电子标签在各定标点发出的上行信号强度值进行调整，作为附加天线接收信号强度参考值，经过实际测量可知，
在定标点P0位置RSSI2的实际值-78dBm，理论计算值-74.99dBm，误差-3dB，
在定标点P3位置RSSI2的实际值-59dBm，理论计算值-54.36dBm，误差-5dB，
在定标点P6位置RSSI2的实际值-56dBm，理论计算值-52.07dBm，误差-4dB，
对上述误差值取平均值，(-3-5-4)/3＝-4dB
就得到了本路段RSSI2的误差平均值为-4dB，
然后利用该误差值平均值对表格11中的各RSSI2进行调整，就得到了附加天线接收信号强度参考值如表格13所示，
表格13：
| 定标点 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| RSSI2 | -87.64 | -78.99 | -79.36 | -68.81 | -58.36 | -56.07 | -52.97 | -56.07 |
步骤9：将上述步骤7、步骤8得到的原有天线接收信号强度参考值、附加天线接收信号强度参考值(表格11、表格12中的数据)存储在对应路侧设备的存储区中，每次原有天线、附加天线收到车辆电子标签发出的上行信号后，与对应路侧设备存储区中的原有天线、附加天线接收信号强度参考值进行匹配拟合，从而判断车辆的位置。匹配拟合由计算机按照软件程序的设定自动完成。
软件程序可以按照公知的匹配拟合算法进行编程，例如：为了减小判断误差，增加判断准确性，匹配拟合可以采用相对值拟合的算法。
也就是说，计算原有天线、附加天线的接收信号强度的相对值(两天线在同一定标点的RSSI的比值)，完成拟合匹配。
例如，对于上述8个定标点，原有天线和附加天线的相对值就是表格12、表格13中RSSI1/RSSI2的比值，可以用表格14表示，
表格14：
| 定标点 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| RSSI1/RSSI2 | 0.61 | 0.63 | 0.67 | 0.80 | 1.13 | 1.36 | 1.43 | 1.51 |
假设本次原有天线和附加天线的接收信号强度值分别为r1＝-75dBm和r2＝-53dBm，则相对值为r1/r2＝75/53＝1.42，
从表格14中寻找与该比值(1.42)最接近的定标点，该定标点为P5(1.43)，匹配拟合结果是：车辆电子标签位置为P5点，车辆电子标签不在原有天线所在车道1内，(如图1、图8所示)。
实施例三，本发明是一种利用附加天线定位解决邻道干扰问题的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：在原有天线的检测范围内设置一条基准线，该基准线与行车方向垂直，然后在电子不停车收费车道原有天线的旁边安装附加天线，附加天线的安装要素有三个：安装角度、安装高度以及安装跨度，
安装角度是指天线的俯仰角，
安装高度是指天线到地面的垂直距离，
安装跨度是指与原有天线水平方向的距离，
其中安装角度和安装高度与原有天线相同，安装跨度等于原有天线半功率角的一半的正切值、附加天线半功率角的一半的正切值之和与原有天线到基准线的直射距离的乘积再加上检测区域错位距离；错位距离由原有天线和附加天线的半功率角确定，错位距离设定原则是使原有天线和附加天线的半功率角的边线与所述基准线的交点没有重合区域；
在本实施例中，原有天线安装在龙门架上，原有天线位于其所在车道的正中央，安装高度为5.5米，安装角度为向下45度角，这样天线辐射功率最大水平方向为本车道正中央，垂直方向为天线检测区域中间部分；国内ETC系统中，天线通信区域最远端距离天线正下方为5.5-6.5米，在此取5米处的较远端作为基准线位置；基准线高度取1米，相当于车辆电子标签安装位置的高度；
ETC的路侧设备天线都为定向天线，定向天线的一个很重要的参数是波瓣宽度，它是指天线的辐射图中低于峰值3dB(即峰值功率的一半)处所成夹角的宽度。主要涉及两个方面：水平波瓣宽度和垂直平面波瓣宽度。水平平面的半功率角(H-Plane Half Power beamwidth)定义了天线水平平面的波束宽度。垂直平面的半功率角(V-Plane Half Power beamwidth)定义了天线垂直平面的波束宽度。半功率角的角度越大，天线的功率辐射面越宽；角度越小，则天线的辐射范围越窄，定向性较强。半功率角越小，偏离主波束方向时信号衰减越快，越容易准确控制覆盖范围。
错位距离M由原有天线和附加天线的半功率角确定，错位距离M设定原则是使原有天线和附加天线的半功率角的边线与基准线的交点没有重合区域，或者说，原有天线和附加天线的半功率角的边线与基准线的交点之间有一定的隔离区，我们用一个错位距离来命名这个隔离区。如图9所示。本实施例中，错位距离M＝1米。请参照图9，原有天线和附加天线的半功率角的边线与所述基准线的交点分别为P1、P2，由于设定了错位距离M，所以，原有天线和附加天线的半功率角的边线在到达基准线时以及到达基准线前都不相交。
这样就可以保证原有天线、附加天线接收到的信号差异较为明显，从而比较容易判断车辆的位置；值得指出的是，错位距离不是必须的，如果天线安装位置距离太远，无法工程实施时，可以缩小安装跨度。但是，原有天线和附加天线的最短距离要保证接收到同一个定标点的信号强度不同。定标点的步长需要实测数据保证设计的可行性。
下面首先计算原有天线到基准线的直射距离，再计算安装跨度(附加天线的安装位置)。
请参照图2，在本实施例中，基准线到原有天线和附加天线(龙门架)所在直线的高度差为h＝h2-h1＝5.5-1＝4.5米，
其中，基准线高度h1为1米，原有天线安装高度h2为5.5米；
车辆电子标签102到原有天线正下方的水平距离s＝5米；
根据勾股定理，电子不停车收费(ETC)车道原有天线到基准线的直射距离L可用公式一表示，公式一：
考虑到误差因素，在此取L＝6.5米
本实施例中，原有天线和附加天线的半功率角θ1、θ2分别是17.48和17.48度，
安装跨度W等于原有天线半功率角一半的正切值、附加天线半功率角一半的正切值之和与原有天线到基准线的直射距离的乘积再加上检测区域错位距离M，
可以用公式二表示，公式二：
W＝[tan(θ1/2)+tan(θ2/2)]×L+M
W＝tan(17.48/2)×6.5+tan(17.48/2)×6.5+1
W＝0.15×6.5+0.15×6.5+1
W＝3米
步骤2：根据步骤1计算出的原有天线、附加天线之间的距离，在所述基准线上以等步长设置多个虚拟的定标点；
基准线上的定标点个数和步长(间距)主要由附加天线安装位置、原有天线检测范围(主要由半功率角表征)和车道宽度决定，典型值为半个车身宽度至一个车身宽度之间，请参照图2，在本实施例中，定标点所在基准线到原有天线和附加天线(龙门架)所在直线的高度为h＝h2-h1＝5.5-1＝4.5米，
本实施例中，附加天线、原有天线之间的距离为3米，ETC车道宽度典型值3.3米，收费岛宽2.2米，取定标点个数为7，间距为1米；
定标点共有7个。图9给出了7个定标点的俯视位置图，分别是{P-2，P-1，P0，P1，P2，P3，P4}。
步骤3：通过勾股定理确定原有天线和附加天线相对于每一个定标点的距离d1、d2，
原有天线相对于每一个定标点的距离d1是原有天线与定标点水平方向的偏移距离的平方加上原有天线到基准线的直射距离的平方然后开方，
可用公式三表示，公式三：
其中L是原有天线到基准线的直射距离，L＝6.5米。
X1是原有天线与定标点水平方向的偏移距离，对于每一个定标点{P-2，P-1，P0，P1，P2，P3，P4，}，X1的值分别＝{-2，-1米，0米，1米，2米，3米，4米}。
附加天线相对于每一个定标点的距离d2是附加天线与定标点水平方向的偏移距离的平方加上原有天线到基准线的直射距离的平方然后开方，
可用公式四表示，公式四：
其中L是原有天线到基准线的直射距离，L＝6.5米。
X2是附加天线与定标点的水平方向的偏移距离，对于每一个定标点{P4，P3，P2，P1，P0，P-1，P-2}，X2的值分别＝{4米，3米，2米，1米，0米，-1米，-2米}。
经过上述公式三、公式四计算可知：原有天线和附加天线相对于每一个定标点的距离d1、d2如表格15所示，表格15：
| 定标点 | P-2 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 |
| d1 | 6.8 | 6.6 | 6.5 | 6.6 | 6.8 | 7.2 | 7.6 |
| d2 | 8.2 | 7.6 | 7.2 | 6.8 | 6.6 | 6.5 | 6.6 |
步骤4：通过公知的无线微波直射路径传输损耗公式计算原有天线和附加天线相对于每一个定标点的链路基本传输损耗；
原有天线的链路基本传输损耗等于常数一加上常数二与原有天线到定标点距离的对数的乘积再加上常数三与上行信号载波频率的对数的乘积，
可用公式五表示，公式五：
L1＝32.44+20logd1+20logf
其中：d1为原有天线与定标点的距离，单位为米，
f为上行信号载波频率，单位为千赫兹GHz，本实施例中为固定值，取为5.8GHz。
附加天线的链路基本传输损耗等于常数一加上常数二与附加天线到定标点距离的对数的乘积再加上常数三与上行信号载波频率的对数的乘积，可用公式六表示，公式六：
L1＝32.44+20logd2+20logf
d2为附加天线与定标点的距离，单位为米；
f为上行信号载波频率，单位为千赫兹GHz，本实施例中为固定值5.8GHz。
经过上述公式五、公式六计算可知：原有天线和附加天线相对于每一个定标点的链路损耗如表格16所示，
表格16：
| 定标点 | P-2 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 |
| L1 | 64.36 | 64.07 | 63.97 | 64.07 | 64.36 | 64.81 | 65.36 |
| L2 | 65.99 | 65.36 | 64.81 | 64.36 | 64.07 | 63.97 | 64.07 |
步骤5：通过理论计算初步确定：原有天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值(RSSI1)，
原有天线接收机收到的上行信号强度值(RSSI1)＝电子标签发射功率(EIRP)-车前挡风玻璃损耗-原有天线链路损耗(L1)-馈线损耗+原有天线增益。
其中：电子标签发射功率(EIRP)取值为0dBm，车前挡风玻璃损耗取值为2dB(因车型玻璃不同而有所不同)，馈线损耗取值为1dB，
原有天线增益的取值根据车辆电子标签与原有天线相对位置的夹角从天线的增益图中得到。原有天线的增益图由图4给出，原有天线增益最大的角度为0度，最大增益为18dB，其它角度的增益可以从图4中查找得出。
第i个定标点的RSSI1的计算公式可用公式七表示，公式七：
RSSI1(i)＝0-2-L1-1+G1(i)＝G1(i)-3-L1
其中G1(i)为第i个定标点的天线增益，G1(i)的计算需要知道原有天线到定标点的方向角，图5示出了原有天线到定标点P6的方向角。
原有天线到第i个定标点的方向角计算公式可用公式八表示，公式八：
Ang(i)＝90-arctan(X1/L)×180/π
其中L＝6.5。
首先用公式八计算原有天线相对于各定标点的方向角，再根据原有天线增益图(图4)查找对应的天线增益，最后根据公式七计算原有天线接收到的对应定标点的上行信号强度值(RSSI1)，
结果如表格17所示，
表格17：
| 定标点 | P-2 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 |
| 方向角 | -17.10 | -8.75 | 0 | 8.75 | 17.10 | 24.78 | 31.61 |
| G1(i) | 2 | 15 | 20 | 15 | 2 | 0 | -5 |
| RSSI1 | -65.36 | -52.07 | -46.97 | -52.07 | -65.36 | -67.81 | -73.36 |
步骤6：通过理论计算初步确定：附加天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值(RSSI2)，
附加天线接收机收到的上行信号强度值(RSSI2)＝电子标签发射功率(EIRP)-车前挡风玻璃损耗-附加天线链路损耗(L2)-馈线损耗+附加天线增益，
其中：电子标签发射功率(EIRP)取值为0dBm，车前挡风玻璃损耗取值为2dB(因车型玻璃不同而有所不同)，馈线损耗取值为1db，天线增益的取值可以根据电子标签与附加天线相对位置的夹角从天线的方向性图中得到。在本实施例中，附加天线和原有天线的方向图相同。
第i个定标点的RSSI2的计算公式可用公式九表示，公式九：
RSSI 2(i)＝0-2-L2-1+G2(i)＝G2(i)-3-L2
其中G2(i)为第i个定标点的天线增益，G2(i)的计算需要知道附加天线到定标点的方向角。例如附加天线到定标点P(-1)的方向角由图7示出。
附加天线到第i个定标点的方向角计算公式可用公式十表示，公式十：
Ang(i)＝90-arctan(X2/L)×180/π
其中L＝6.5。
首先用公式十计算附加天线相对于各定标点的方向角，再根据天线增益图(图6)查找对应的天线增益，最后根据公式九计算附加天线接收到的对应定标点的上行信号强度值(RSSI2)，
结果如表格18所示。
表格18：
| 定标点 | P-2 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 |
| 方向角 | 37.57 | 31.61 | 24.78 | 17.10 | 8.75 | 0 | -8.75 |
| G2(i) | -8 | -5 | 0 | 2 | 15 | 20 | 15 |
| RSSI2 | -76.99 | -73.36 | -67.81 | -65.36 | -52.07 | -46.97 | -52.07 |
步骤7，通过实际测量，对原有天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值(RSSI1)进行调整，
进行现场实测，在实际道路中选择几个具有代表性的定标点进行实际测量，具有代表性的定标点为两端点和中间点，
将具有代表性的每个定标点的实际测量值与理论计算值进行比较，算出误差值，然后对具有代表性的各定标点的误差值取平均值，利用该误差值平均值对理论计算的原有天线接收机收到的车辆电子标签在各定标点发出的上行信号强度值进行调整，作为原有天线接收信号强度参考值，
经过实际测量可知，在定标点P-2位置RSSI1的实际值是-68dBm，理论计算值-65.36dBm，误差-3dB，
在定标点P0位置RSSI1的实际值是-51dBm，理论计算值-46.97dBm，误差-4dB，
在定标点P3位置RSSI1的实际值是-64dBm，理论计算值-67.81dBm，误差4dB，
对上述误差值取平均值(-3-4+4)/3＝-1，就得到了本路段RSSI1的误差平均值-1dB，
然后利用该误差值平均值对表格17中的各RSSI1进行调整，就得到了原有天线接收信号强度参考值，如表格19所示，表格19：
| 定标点 | P-2 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 |
| RSSI1 | -66.36 | -53.07 | -47.97 | -53.07 | -66.36 | -68.81 | -74.36 |
步骤8，通过实际测量，对附加天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值(RSSI2)进行调整，
进行现场实测，在实际道路中选择几个具有代表性的定标点进行实际测量，具有代表性的定标点为两端点和中间点，
将具有代表性每个定标点的实际测量值与理论计算值进行比较，算出误差值，然后对具有代表性各定标点的误差值取平均值，利用该误差值平均值对理论计算的附加天线接收机收到的车辆电子标签在各定标点发出的上行信号强度值进行调整，作为附加天线接收信号强度参考值，
经过实际测量可知，在定标点P-2位置RSSI2的实际值-81dBm，理论计算值-76.99dBm，误差-3dB，
在定标点P0位置RSSI2的实际值-73dBm，理论计算值-67.81dBm，误差-5dB，
在定标点P3位置RSSI2的实际值-51dBm，理论计算值-46.97dBm，误差-4dB，
对上述误差值取平均值(-3-4-5)/3＝-4，就得到了本路段RSSI2的误差平均值-4dB，
然后利用该误差值平均值对表格19中的各RSSI2进行调整，就得到了附加天线接收信号强度参考值，如表格20所示，表格20：
| 定标点 | P-2 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 |
| RSSI2 | -80.99 | -77.36 | -71.81 | -69.36 | -56.07 | -50.97 | -56.07 |
步骤9，将上述步骤7、步骤8得到的原有天线接收信号强度参考值、附加天线接收信号强度参考值(表格19、表格20中的数据)存储在对应路侧设备的存储区中，每次原有天线、附加天线收到车辆电子标签发出的上行信号后，与对应路侧设备存储区中的原有天线、附加天线接收信号强度参考值进行匹配拟合，从而判断车辆的位置。匹配拟合由计算机按照软件程序的设定自动完成。
软件程序可以按照公知的匹配拟合算法进行编程，例如：为了减小判断误差，增加判断准确性，匹配拟合可以采用相对值拟合算法。
也就是说，计算原有天线、附加天线的接收信号强度的相对值(两天线在同一定标点的RSSI的比值)，完成拟合匹配。
例如，对于上述8个定标点，原有天线和附加天线的相对值就是表格19、表格20中RSSI1/RSSI2的比值，可以用表格21表示，
表格21：
| 定标点 | P-2 | P-1 | P0 | P1 | P2 | P3 | P4 |
| RSSI1/RSSI2 | 0.82 | 0.69 | 0.67 | 0.77 | 1.18 | 1.35 | 1.33 |
假设本次原有天线和附加天线的接收信号强度值分别为r1＝-48dBm和r2＝-69dBm，则相对值为r1/r2＝0.70，
从表格21中寻找与该比值(0.70)最接近的定标点，该定标点为P0(0.67)，则拟合匹配结果是：车辆电子标签位置为P0点，车辆电子标签位于原有天线所在车道1内(因为定标点P0位于原有天线所在车道，如图1、图9所示)。
Claims (1)
1.一种利用附加天线定位解决邻道干扰问题的方法，通过匹配附加天线与电子不停车收费车道原有天线的数据，解决邻道干扰，其特征是：该方法包括以下步骤：
步骤1：在原有天线的检测范围内设置一条基准线，该基准线与行车方向垂直，然后在原有天线的旁边安装附加天线，附加天线的安装要素有三个：安装角度、安装高度以及安装跨度；
安装角度是指天线的俯仰角；
安装高度是指天线到地面的垂直距离；
安装跨度是指与原有天线水平方向的距离；
其中安装角度和安装高度与原有天线相同，安装跨度等于原有天线半功率角的一半的正切值、附加天线半功率角的一半的正切值之和与原有天线到基准线的直射距离的乘积再加上检测区域错位距离；错位距离由原有天线和附加天线的半功率角确定，错位距离设定原则是使原有天线和附加天线的半功率角的边线与所述基准线的交点没有重合区域；
步骤2：根据步骤1计算出的原有天线、附加天线之间的距离，在所述基准线上以等步长设置多个虚拟的定标点；
步骤3：通过公知的三角公式计算原有天线和附加天线相对于每一个定标点的距离；
步骤4：通过公知的无线微波直射路径传输损耗公式计算原有天线和附加天线相对于每一个定标点的链路基本传输损耗；
步骤5：通过理论计算初步确定：原有天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值；
原有天线接收机收到的上行信号强度值等于电子标签发射功率减去车前挡风玻璃损耗、再减去原有天线链路损耗、再减去馈线损耗、再加上原有天线增益；
步骤6：通过理论计算初步确定：附加天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值，
附加天线接收机收到的上行信号强度值等于电子标签发射功率减去车前挡风玻璃损耗、再减去附加天线链路损耗、再减去馈线损耗、再加上附加天线增益；
步骤7：通过实际测量，对原有天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值进行调整；
进行现场实测，在实际道路中选择几个具有代表性的定标点进行实际测量，具有代表性的定标点为两端点和中间点；
将具有代表性的定标点的实际测量值与理论计算值进行比较，算出误差值，然后对具有代表性的定标点的误差值取平均值；
利用该误差值平均值对理论计算的原有天线接收机收到的车辆电子标签在各定标点发出的上行信号强度值进行调整，作为原有天线接收信号强度参考值；
步骤8：通过实际测量，对附加天线接收机收到的车辆电子标签在每个定标点发出的上行信号强度值进行调整；
进行现场实测，在实际道路中选择几个具有代表性的定标点进行实际测量，具有代表性的定标点为两端点和中间点；
将具有代表性的定标点的实际测量值与理论计算值进行比较，算出误差值，然后对具有代表性的定标点的误差值取平均值；
利用该误差值平均值对理论计算的附加天线接收机收到的车辆电子标签在各定标点发出的上行信号强度值进行调整，作为附加天线接收信号强度参考值；
步骤9：将上述步骤7、步骤8得到的原有天线接收信号强度参考值、附加天线接收信号强度参考值存储在对应路侧设备的存储区中，每次原有天线、附加天线收到车辆电子标签发出的上行信号后，与对应路侧设备存储区中的原有天线、附加天线接收信号强度参考值进行匹配拟合，从而判断车辆的位置。
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