CN103149550B - 一种自适应的自组织、多模式定位方法 - Google Patents
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Abstract
一种自适应的自组织、多模式定位方法，属于无线电定位和陆基定位导航的交叉应用领域；用户定位终端设备在移动中根据接收到的信号数量、固定发射源的位置和用户的概略位置评估各种定位模式的几何因子的优劣，自适应的采取测距或者测距差或者二者混合的定位模式，测量与提取该模式的定位信息进行定位解算，并将定位位置信息显示到液晶显示模块上；其有益效果是：用户利用通信系统已建设的发射机发射的信号实现定位功能，在没有专门定位参考点和专用定位信号的条件下自适应的采取多模式的定位方法进行定位，采用本发明不用专门建设定位参考点和发射台可节省定位系统的建设和维护费用，并使通信系统增加了定位功能。
Description
技术领域 本发明专利涉及涉及无线电定位和陆基定位导航的交叉应用领域，具体是指一种自适应的自组织、多模式定位方法。
背景技术 目前，无线电定位系统的组成都是在专门设计建设的定位参考点基础上，由参考点设置的专用无线电发射机发射专用的定位信号，用户利用专用的接收机接收定位信号，然后接收机中的定位处理器利用固定的模式测量和计算出用户的位置；例如目前正在应用的罗兰C系统利用测距差模式测量和计算出用户的位置，目前正在应用的GNSS卫星导航系统利用固定的测距模式测量和计算出用户的位置；但是，如果没有专门的定位参考点和专用的无线电定位信号发射机的条件下，利用其他发射源（例如固定地点的通信发射机）发射的信号，从中提取定位信息进行定位。由于发射机位置不是专门为定位而设置的参考点，如果利用这些发射机发射的信号定位，固定的定位模式将不满足用户的几何精度要求，为了满足精度要求，必须重新建立定位参考点，造成建设成本以及设备维护成本提高。
发明内容 鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种在非专用定位参考点的条件下，根据接收的信号的数量，采用多种模式的自组织定位方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术解决方案是：一种自适应的自组织、多模式定位方法，由定位解算终端设备、固定信号发射机、用户定位终端设备实现，所述固定信号发射机个数不少于2个；所述定位解算终端设备由定位测量模块、液晶显示模块、键盘操作模块、主控处理器模块组成，电源模块为定位解算终端设备提供电源；所述定位测量模块尤其是指测距测量、测距差测量或者二者混合的定位测量模块；定位测量模块实时测量发射源的无线电信号，并将测量的信号数量提供给主控处理器模块，主控处理器模块根据信号数量、固定发射源的位置和用户的概略位置评估各种定位模式的几何因子的优劣，自适应的采取测距或者测距差或者二者混合的测量模式，然后控制定位测量模块进行某种定位模式的定位信息提取测量，定位测量模块将测量数据发送给主控处理器模块，主控处理器模块根据之前几何因子确定的定位模式进行定位解算，并将定位位置显示到液晶显示模块上。
一种自组织、多模式定位方法的具体处理步骤如下：
1）、定位测量模块实时接收信号，并将接收到的信号数量提供给主控处理器，主控处理器实时判断接收到的信号数量；
2）、接收到3个及以上的信号，根据概略位置判断测距和测距差模式的几何因子的优劣，选用最优几何因子模式进行定位，控制定位测量模块进行最优几何定位模式定位信息的测量与提取；
3）、接收的信号数为2个，采用测距和测距差混合的模式进行定位，控制定位测量模块进行两种测量信息的提取；
4）、如果接收的信号数为1个，采用测距和测向混合的模式进行定位，测向的方法是利用概略位置和发射源位置进行计算的方法得到；
5）、利用主控处理器模块对用户位置进行定位解算，对定位数据进行存储，并在液晶显示模块上显示；
6）、转入步骤1)重复上述步骤。
一种非专用参考点条件下的自组织多模式定位方法中，当接收到的信号大于等于3个时，根据几何因子的优劣采用普通的测距定位解算方法如式（1）或者测距差定位解算方法如式（2）所示，其中（xi，yi）和（xj，yj）表示某固定信号发射机的位置并作为已知参数，（x，y）是需要测量的用户未知位置。
（1）
式中，i是信号的个数为1、2、3。
（2）
式中,i=1，j=2、3。
当收到2个信号时，同时利用（1）和（2）的混合模式进行定位。（1）中的i=1、2，（2）中的i=1，j=2。
当收到1个信号时，利用（1）式，其中i=1，并利用概略位置（x，y）和（xi，yi）的连线相对于真北的角度参与定位解算。
一种自适应的自组织、多模式定位方法，其有益效果是：用户利用通信系统已建设的发射机发射的信号实现定位功能，在没有专门定位参考点和专用定位信号的条件下自适应的采取多模式的定位方法进行定位，采用本发明不用专门建设定位参考点和发射台可节省定位系统的建设和维护费用，并使通信系统增加了定位功能。
附图说明
图1是定位解算终端设备结构图；
图2是本发明需要的固定信号发射机和用户定位终端关系结构图；
图3是一种自适应的自组织、多模式定位方法的定位解算过程流程图。
图1、图2、图3附图标记如下：1、定位解算终端设备，2、定位测量模块，3、液晶显示模块，4、键盘操作模块，5、主控处理器模块，6、电源模块,7、固定信号发射机，8、用户定位终端设备。
具体实施方式
根据附图对一种自适应的自组织、多模式定位方法具体说明如下：1）、定位解算终端设备1的定位测量模块2实时接收信号，并将接收到的信号数量提供给主控处理器5，主控处理器5实时判断接收到的信号数量；
2）、主控处理器5如果判断接收到的信号大于等于3个，则根据移动终端的概略位置和固定发射机的位置计算测距模式和测距差模式各自的几何因子，并选用最优几何因子模式进行定位，同时控制定位测量模块2进行最优几何定位模式的定位信息的测量与提取。
例如：计算测距模式的几何因子是3，测距差模式的几何因子为2.3，小于测距模式的几何因子3，则使用测距差模式进行定位，控制定位测量模块2进行3个固定发射机的测距差测量，测得2个时间差，利用主控处理器5进行定位解算。或者反之，当测距模式的几何因子小于测距差模式的几何因子时，测量3个时间延迟得到3个测距参量，解出用户位置和误差。
3）、主控处理器5如果判断接收到的信号数量是2个，则采用测距和测距差混合的模式进行定位，控制定位测量模块2进行两种定位信息的测量与提取。
例如，测量2个固定发射机信号到达的时间差，并同时测量2个固定发射机到达的时间延迟，解出用户位置和钟差。
4）、主控处理器5如果判断接收到的信号数量是1个，只能则采用测距和测向混合的模式进行定位，测向的方法是利用概略位置和固定发射机位置计算出方位角。
5）、对定位数据进行存储显示。
例如，在大连附近利用海上船舶自动识别系统的岸站发射的通信信号进行定位，液晶显示模块3显示的位置信息是：3852.30,N,12131.60,E，即东经121度31.60分,北纬38度52.30分。
6）、转入步骤1)重复上述过程。
Claims (1)
1.一种自组织、多模式定位方法，其特征在于具体步骤如下：
1）、定位测量模块实时接收信号，并将接收到的信号数量提供给主控处理器，主控处理器实时判断接收到的信号数量；
2）、接收到3 个及以上的信号，根据概略位置判断测距和测距差模式的几何因子的优劣，选用最优几何因子模式进行定位，控制定位测量模块进行最优几何定位模式定位信息的测量与提取；
3）、接收的信号数为2 个，采用测距和测距差混合的模式进行定位，控制定位测量模块进行两种测量信息的提取；
4）、如果接收的信号数为1 个，采用测距和测向混合的模式进行定位，测向的方法是利用概略位置和发射源位置进行计算的方法得到；
5）、利用主控处理器模块对用户位置进行定位解算，对定位数据进行存储，并在液晶显示模块上显示；
6）、转入步骤1) 重复上述步骤。
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