CN104103095B - 定位方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种定位方法、装置及系统，主要采用同一规格且间隔放置的两个天线接收目标点发出的同一无线信号，对应形成具有相位差的第一路信号及第二路信号，以变化的补偿相位对该相位差进行补偿，当补偿后的第一路信号与第二路信号重合时，由使补偿后的第一路信号与第二路信号重合的当前补偿相位确定所述目标点的方位角，由于确定方位角是在极短时间内完成的，而在该极短时间内目标点可被认为处于静止状态，从而可完成对目标点在角度上的精确定位，进而保证了定位后与目标点通信的准确度，应用于ETC系统中时，可避免跟车干扰，保证通车成功。
Description
技术领域
本申请涉及智能交通信号处理领域，尤其涉及一种定位方法、装置及系统。
背景技术
电子不停车收费系统（Electronic Toll Collection，ETC）是智能交通（IntelligentTransportation System，ITS）的一项具体应用。ETC系统主要由路边设备（Road-Side Units，RSU）和车载设备（On-Board Units，OBU）组成。通常，如图1所示，RSU安装在收费站出入口的龙门架上，位于车道上方，典型的安装高度为5.5米，安装角度为其主表面与地面夹角45°，而车道的宽度一般为3.3米；OBU安装在车辆的前挡风玻璃上。当车辆从车道通过时，安装在车辆上的OBU被RSU唤醒后，与RSU通信并完成不停车收费的信息交互过程。
ETC系统中，OBU所用天线一般为弱方向性天线，RSU所用天线一般采用方向性较强的微带天线阵列，因此，RSU与OBU之间的通信区域主要由RSU所用天线的方向性来决定。在实际应用中，由于路面以及周边物体对电磁波的反射和散射作用，RSU与OBU之间的通信区域在车道的纵向（即车通行方向）上很难有明确的边界，会存在一个如图2中采用三角符号标记的模糊通信区域，在模糊通信区域内，当通行车辆较密集，容易造成跟车干扰，RSU与当前OBU的通信往往会因为定位到临近的OBU上，而造成RSU与当前OBU通信的失败，从而降低了通车成功率，特别在通车速度较快时，要求RSU与OBU在相隔较远时就要开始通信，这样，模糊通信区域会更大，更容易造成跟车干扰，进一步降低通车成功率。
发明内容
本申请提供一种定位方法、装置及系统，以保证对目标点定位的准确度。
根据本申请的第一方面，本申请提供一种定位方法,该方法基于一天线系统，所述天线系统包括同一规格的第一天线及第二天线，所述天线系统对应一坐标系，所述坐标系包括平行于所述第一天线与第二天线的连线的第一坐标轴、所述第一天线与第二天线所在平面内垂直于第一方向的第二坐标轴，以及同时垂直于所述第一坐标轴及第二坐标轴的第三坐标轴，所述第一坐标轴与第三坐标轴形成投影面，所述目标点正投影到所述投影面后形成一投影点，所述投影点与第一坐标轴之间形成一方位角，所述第一天线与第二天线相间不超过其工作波长，所述方法包括：
通过所述第一天线及第二天线接收目标点发出的同一无线信号，对应形成具有相位差的第一路信号及第二路信号；
以变化的补偿相位对所述相位差进行补偿；
当补偿后的第一路信号与第二路信号重合时，由使补偿后的第一路信号与第二路信号重合的当前补偿相位确定所述方位角。
根据本申请的第二方面，本申请提供一种定位方法，该方法基于一天线系统，所述天线系统包括同一规格的第一天线、第二天线、第三天线及第四天线组成的天线系统，所述第一天线、第二天线、第三天线及第四天线分别位于一方形四个顶点，所述天线系统对应一以所述方形的中心为原点的坐标系，所述坐标系包括平行于所述第一天线与第二天线的连线的第一坐标轴、平行于所述第一天线与第三天线的连线的第二坐标轴，以及同时垂直于所述第一坐标轴及第二坐标轴的第三坐标轴，所述第一坐标轴与第三坐标轴形成第一投影面，所述目标点正投影到所述第一投影面后形成第一投影点，所述第一投影点与第一坐标轴之间形成第一方位角，所述第二坐标轴与第三坐标轴形成第二投影面，所述目标点正投影到所述第二投影面后形成第二投影点，所述第二投影点与第二坐标轴之间形成第二方位角，所述第一天线与第二天线、第三天线与第四天线相间不超过其工作波长，所述第一天线与第三天线、第二天线与第四天线相间不超过其工作波长，所述方法包括：
通过所述第一天线、第二天线、第三天线及第四天线接收目标点发出的同一无线信号，对应形成第一子路信号、第二子路信号、第三子路信号及第四子路信号；
对由所述第一子路信号及第三子路信号合路形成第一路信号，与所述第二子路信号及第四子路信号合路形成第二路信号具有的第一相位差，以变化的第一补偿相位进行补偿，当补偿后的第一路信号与第二路信号重合时，由使第一路信号与第二路信号重合的当前第一补偿相位确定所述第一方位角；
对由所述第一子路信号及第二子路信号合路形成第三路信号，与所述第三子路信号及第四子路信号合路形成第四路信号具有的第二相位差，以变化的第二补偿相位进行补偿，当补偿后的第三路信号与第四路信号重合时，由使第三路信号与第四路信号重合的当前第二补偿相位确定所述第二方位角。
根据本申请的第三方面，本申请提供一种定位装置，包括：
天线系统，所述天线系统包括同一规格的第一天线及第二天线，所述天线系统对应一坐标系，所述坐标系包括平行于所述第一天线与第二天线的连线的第一坐标轴、所述第一天线与第二天线所在平面内垂直于第一方向的第二坐标轴，以及同时垂直于所述第一坐标轴及第二坐标轴的第三坐标轴，所述第一坐标轴与第三坐标轴形成投影面，所述目标点正投影到所述投影面后形成一投影点，所述投影点与第一坐标轴之间形成一方位角，所述第一天线与第二天线相间不超过其工作波长，所述第一天线及第二天线用于接收目标点发出的同一无线信号，对应形成具有相位差的第一路信号及第二路信号；
相位补偿模块，用于以变化的补偿相位对所述相位差进行补偿；
信号监测模块，用于监测补偿后的第一路信号与第二路信号是否重合；
处理模块，用于根据所述信号监测模块的监测结果，由使补偿后的第一路信号与第二路信号重合的当前补偿相位确定所述方位角。
根据本申请的第四方面，本申请提供一种定位装置，包括：
天线系统，所述天线系统包括同一规格的第一天线、第二天线、第三天线及第四天线，所述第一天线、第二天线、第三天线及第四天线分别位于一方形四个顶点，所述天线系统对应一以所述方形的中心为原点的坐标系，所述坐标系包括平行于所述第一天线与第二天线的连线的第一坐标轴、平行于所述第一天线与第三天线的连线的第二坐标轴，以及同时垂直于所述第一坐标轴及第二坐标轴的第三坐标轴，所述第一坐标轴与第三坐标轴形成第一投影面，所述目标点正投影到所述第一投影面后形成第一投影点，所述第一投影点与第一坐标轴之间形成第一方位角，所述第二坐标轴与第三坐标轴形成第二投影面，所述目标点正投影到所述第二投影面后形成第二投影点，所述第二投影点与第二坐标轴之间形成第二方位角，所述第一天线与第二天线、第三天线与第四天线相间不超过其工作波长，所述第一天线与第三天线、第二天线与第四天线相间不超过其工作波长，所述第一天线、第二天线、第三天线及第四天线用于接收目标点发出的同一无线信号，对应形成第一子路信号、第二子路信号、第三子路信号及第四子路信号；
相位补偿模块，用于对由所述第一子路信号及第三子路信号合路形成第一路信号，与所述第二子路信号及第四子路信号合路形成第二路信号在水平方向上具有的第一相位差，以变化的第一补偿相位进行补偿；对由所述第一子路信号及第二子路信号合路形成第三路信号，与所述第三子路信号及第四子路信号合路形成第四路信号具有的第二相位差，以变化的第二补偿相位进行补偿；
信号监测模块，用于监测补偿后的第一路信号与第二路信号是否重合；监测补偿后的第三路信号与第四路信号是否重合；
处理模块，用于根据所述信号监测模块的监测结果，当第一路信号与第二路信号重合时，由使第一路信号与第二路信号重合的当前第一补偿相位确定所述第一方位角；当第三路信号与第四路信号重合时，由使第三路信号与第四路信号重合的当前第二补偿相位确定所述第二方位角。
根据本申请的第五方面，本申请提供一种定位系统，包括：
目标点，用于发出无线信号；
如上述的定位装置，用于接收并根据所述无线信号获得所述目标点的方位角。
本申请的有益效果是：
通过提供一种定位方法、装置及系统，主要采用同一规格且间隔放置的两个天线接收目标点发出的同一无线信号，对应形成具有相位差的第一路信号及第二路信号，以变化的补偿相位对该相位差进行补偿，当补偿后的第一路信号与第二路信号重合时，由使补偿后的第一路信号与第二路信号重合的当前补偿相位确定所述目标点的方位角，由于确定方位角是在极短时间内完成的，而在该极短时间内目标点可被认为处于静止状态，从而可完成对目标点在角度上的精确定位，进而保证了定位后与目标点通信的准确度，应用于ETC系统中时，可避免跟车干扰，保证通车成功。
附图说明
图1为现有技术的RSU的放置示意图；
图2为现有技术的模糊通信区域的示意图；
图3为本申请实施例一的定位装置的结构图；
图4为本申请实施例一的定位装置的具体结构图；
图5为本申请实施例一中天线放置形式的示意图；
图6为本申请实施例一中当前补偿相位与目标点OBU的水平方位角关系示意图；
图7为本申请实施例一的定位方法的流程图；
图8为本申请实施例二的定位装置的结构图；
图9为本申请实施例二的定位方法的流程图；
图10为本申请实施例三的定位装置的结构图；
图11为本申请实施例三的定位方法的流程图；
图12为本申请实施例四的定位装置的结构图；
图13为本申请实施例四的定位方法的流程图；
图14为本申请实施例五的定位装置的结构图；
图15为本申请实施例五的定位方法的流程图；
图16为本申请实施例六的定位装置的结构图；
图17为本申请实施例六中目标点OBU的水平方位角与垂直方位角的关系示意图；
图18为本申请实施例七中定位装置的结构图；
图19为本申请实施例七中天线放置形式的示意图；
图20为本申请实施例七的定位方法的流程图；
图21为本申请应用实施例中目标点OBU到天线系统的横向距离和纵向距离的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
该实施例一描述了一种定位方法，该方法基于一种对行驶于车道上的车辆进行不停车计费的定位系统，即ETC系统，包括安装于车辆上的OBU及安装于收费站出入口龙门架上的RSU，其中，RSU的放置方法可参考图1所示，RSU中集成了本申请实施例一的定位装置，通过该定位装置与作为目标点的OBU进行定位信息交互处理，可在极短时间内获得车辆的方位角，而在该极短时间内认为车辆不会发生位移，从而完成对车辆的角度定位。为实现定位，上述定位装置的结构可如图3所示，其主要包括依次连接的天线系统301、相位补偿模块302、信号监测模块303及处理模块304，在具体应用时，上述定位装置的具体结构可如图4所示：
天线系统301包括同一规格的第一天线401及第二天线402，同一规格是指第一天线401及第二天线402为相同的天线。天线系统301对应一坐标系，如图5所示，该坐标系包括平行于第一天线401与第二天线402的连线的第一坐标轴x、第一天线401与第二天线402所在平面内垂直于第一坐标轴x的第二坐标轴z，以及同时垂直于第一坐标轴x及第二坐标轴y的第三坐标轴y，第一坐标轴x、第三坐标轴y及第二坐标轴z满足右手螺旋关系，第一坐标轴x与第三坐标轴y形成投影面，目标点OBU正投影到该投影面后形成一投影点A，投影点A与第一坐标轴x之间形成一方位角θ。第一天线401与第二天线402相间一预定距离d，该预定距离d小于或等于其工作波长λ。在该实施例中，第一坐标轴x同时表示平行于车道横向的方向。当然，其他实施例中还可以有其他放置方式，例如，第三坐标轴y同时表示平行于车道纵向的方向。第一天线401与第二天线402相间的预定距离d是指第一天线401与第二天线402的中心间距。如果预定距离d超过一个工作波长λ即会出现栅瓣，从而会定位出现错误的方位角，使定位丧失唯一性，因此，必须保证预定距离d不超过一个工作波长λ。另外，还可能考虑到天线的尺寸和设备本身对结构尺寸等要求，来确定一个合适的预定距离d。第一天线401及第二天线402用于接收OBU发出的同一无线信号。由于天线的工作波长λ较小，例如其工作频率5.83GHz对应的工作波长λ为51.458mm，目标点OBU到达天线系统301的距离远远大于预定距离d，因此可认为OBU发出的无线信号到达第一天线401及第二天线402的路径是平行的。由于第一天线401及第二天线402在第二坐标轴z方向上等高度设置，而在第一坐标轴x方向上相间有一预定距离d，第一天线401及第二天线402接收同一无线信号对应所形成的第一路信号与第二路信号幅值相同但在第一坐标轴x方向上存在相位差，那么第一路信号及第二路信号就可以用于确定方位角θ。
相位补偿模块302用于以变化的补偿相位对上述相位差进行补偿。具体地，相位补偿模块302主要包括相连的控制单元403及移相器404。移相器404连接于第一天线401的后续电路上，并对第一路信号进行移相处理。控制单元403输出一变化的控制电压Vcc至移相器404，由于控制电压Vcc与移相器404的移相量（即补偿相位）之间存在对应关系，因此，当控制电压Vcc变化，补偿相位也随之变化。由于第一路信号与第二路信号仅在第一坐标轴x方向存在相位差，当补偿相位变化到某一个特定相位值时，刚好可以补偿上述相位差，从而使补偿后的第一路信号与第二路信号重合，即补偿后的第一路信号与第二路信号在幅值及相位上均相等，那么上述特定相位值必定等于相位差，此时我们认为相位差被完全补偿。
信号监测模块303用于监测补偿后的第一路信号与第二路信号是否重合。具体地，两路信号是否重合是指两路信号在幅值和相位上均相同，信号监测模块303主要包括相连的和网络405及和信号监测模块406。和网络405用于获得补偿后的第一路信号与第二路信号，并对其进行求和处理，得到一和信号。和信号监测模块406用于判断和网络405处理所得和信号的电压大小是否在补偿后的预定时间内达到无线信号幅值的2倍，若是，则补偿后的第一路信号与第二路信号重合。以正弦信号为例，若相位差被完全补偿，此时，和信号则为两个相同的正弦信号的叠加，在补偿后的一个周期或允许的多个周期内，必定可以通过对和信号的扫描，得到和信号的电压大小达到无线信号幅值2倍的时间点t。换言之，通过和信号监测模块406的判断，即可确定补偿后的第一路信号与第二路信号是否重合。上述在判定和信号的电压大小是否在补偿后的预定时间内达到无线信号幅值的2倍时，可能会由于系统误差影响，使和信号的电压大小在某个时间点接近无线信号幅值的2倍，此时也认为两路信号重合。
处理模块304用于根据信号监测模块303的监测结果，由使补偿后的第一路信号与第二路信号重合的当前补偿相位确定方位角θ。具体地，处理模块304包括相连的电压监测模块407及计算模块408。电压监测模块407用于根据信号监测模块303的监测结果，获得当前控制电压值。当和信号监测模块406监测到在时间点t，上述和信号的电压大小达到无线信号幅值的2倍，和信号监测模块406触发电压监测模块407从控制单元403获得当前控制电压值，该当前控制电压值正是触发产生一特定相位值使相位差被完全补偿的控制电压值。计算模块408用于根据控制电压值与补偿相位的对应关系，确定与当前控制电压值对应的当前补偿相位，并由当前补偿相位确定方位角θ。控制单元403的控制电压值与移相器404所产生的补偿相位之间存在对应关系，该对应关系可为实验测得的结果并存储于计算模块408的存储介质，或存储于通过一接口与计算模块408通信的、独立的存储介质中。通过查找该对应关系，由当前控制电压值即可得到当前补偿相位（即上述特定相位值），当相位差被完全补偿时，当前补偿相位即等于第一路信号与第二路信号之间的相位差。如图6所示，当前补偿相位与方位角θ的关系为：
那么，最终通过计算模块408的处理，即可得到方位角θ，从而完成对车辆的角度定位。
基于上述实施例一的定位系统，该实施例一的定位方法的流程主要如图7所示，包括：
701，第一天线401及第二天线402接收目标点OBU发出的同一无线信号，对应形成幅值相同但存在相位差的第一路信号及第二路信号，由于第一天线401及第二天线402的设置形式，第一路信号及第二路信号即可用于方位角θ的确定；
702，控制单元403输出一变化的控制电压Vcc至移相器404，移相器404即会对应产生一变化的补偿相位对第一路信号进行移相处理，即对第一路信号的相位进行补偿；
703，和网络405对补偿后的第一路信号与第二路信号进行求和处理，得到一和信号；
704，和信号监测模块406判断上述和信号的电压大小是否在补偿后的预定时间内达到无线信号幅值的2倍，若是，则判定补偿后的第一路信号与第二路信号重合，否则对下一和信号进行判断；
705，当和信号监测模块406监测到在时间点t，上述和信号的电压大小达到无线信号幅值的2倍，和信号监测模块406触发电压监测模块407从控制单元403获得当前控制电压值，该当前控制电压值正是触发产生一特定相位值使相位差被完全补偿的控制电压值；
706，计算模块408通过查找一预存的控制电压值与补偿相位的对应关系，确定与当前控制电压值对应的当前补偿相位，并依据上述公式（1），由当前补偿相位推算出方位角θ，从而完成对车辆的角度定位。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别主要在于：
请参考图8，本实施例定位系统的定位装置中，信号监测模块303为完成对补偿后的第一路信号与第二路信号是否重合进行监测，主要包括差网络801及差信号监测模块802。差网络801用于获得补偿后的第一路信号与第二路信号，并对其进行求差处理，得到一差信号。差信号监测模块802用于判断差网络801处理所得差信号的电压大小是否在补偿后的预定时间内维持0值，若是，则补偿后的第一路信号与第二路信号重合。以正弦信号为例，若相位差被完全补偿，此时，差信号则为0值，在补偿后的一个时间段内（1/4周期、半个周期或允许的多个周期等）内，必定可以通过对差信号的扫描，得到差信号的电压大小维持为0值的一时间段，并可在该时间段内确定一时间点t。换言之，通过差信号监测模块802的判断，即可确定补偿后的第一路信号与第二路信号是否重合。
而处理模块304当差信号监测模块802监测到在时间点t对应的一时间段内，上述差信号维持0值，差信号监测模块802触发电压监测模块407从控制单元403获得当前控制电压值，进而同样得到方位角θ。
基于实施例二的定位系统，该实施例二的定位方法的流程主要如图9所示，包括：
901，第一天线401及第二天线402接收目标点OBU发出的同一无线信号，对应形成幅值相同但存在相位差的第一路信号及第二路信号，由于第一天线401及第二天线402的设置形式，第一路信号及第二路信号即可用于方位角θ的确定；
902，控制单元403输出一变化的控制电压Vcc至移相器404，移相器404即会对应产生一变化的补偿相位对第一路信号进行移相处理，即对第一路信号的相位进行补偿；
903，差网络801对补偿后的第一路信号与第二路信号进行求差处理，得到一差信号；
904，差信号监测模块802判断上述差信号的电压大小是否在补偿后的预定时间内维持0值，若是，则判定补偿后的第一路信号与第二路信号重合，否则对下一差信号进行判断；
905，当差信号监测模块802监测到在时间点t对应的一时间段内，上述差信号的电压大小维持0值，差信号监测模块802触发电压监测模块407从控制单元403获得当前控制电压值，该当前控制电压值正是触发产生一特定相位值使相位差被完全补偿的控制电压值；
906，计算模块408通过查找一预存的控制电压值与补偿相位的对应关系，确定与当前控制电压值对应的当前补偿相位，并依据上述公式（1），由当前补偿相位推算出方位角θ，从而完成对车辆的角度定位。
实施例三：
本实施例与实施例一的区别主要在于：
请参考图10，本实施例定位系统的定位装置中，相位补偿模块302为完成以变化的补偿相位对上述相位差进行补偿，主要是将移相器404连接于第二天线402的后续电路上，并对第二路信号进行移相处理，其他类似。
基于实施例三的定位系统，该实施例三的定位方法的流程主要如图11所示，包括：
1101，第一天线401及第二天线402接收目标点OBU发出的同一无线信号，对应形成幅值相同但在水平方向上存在相位差的第一路信号及第二路信号，由于第一天线401及第二天线402的设置形式，第一路信号及第二路信号即可用于方位角θ的确定；
1102，控制单元403输出一变化的控制电压Vcc至移相器404，移相器404即会对应产生一变化的补偿相位对第二路信号进行移相处理，即对第二路信号的相位进行补偿；
1103，和网络405对补偿后的第一路信号与第二路信号进行求和处理，得到一和信号；
1104，和信号监测模块406判断上述和信号的电压大小是否在补偿后的预定时间内达到无线信号幅值的2倍，若是，则判定补偿后的第一路信号与第二路信号重合，否则对下一和信号进行判断；
1105，当和信号监测模块406监测到在时间点t，上述和信号的电压大小达到无线信号幅值的2倍，和信号监测模块406触发电压监测模块407从控制单元403获得当前控制电压值，该当前控制电压值正是触发产生一特定相位值使相位差被完全补偿的控制电压值；
1106，计算模块408通过查找一预存的控制电压值与补偿相位的对应关系，确定与当前控制电压值对应的当前补偿相位，并依据上述公式（1），由当前补偿相位推算出方位角θ，从而完成对车辆的角度定位。
实施例四：
本实施例与实施例一的区别主要在于：
请参考图12，本实施例定位系统的定位装置中，相位补偿模块302为完成以变化的补偿相位对上述相位差进行补偿，主要包括第一移相器1201、第二移相器1202、与第一移相器1201相连的第一控制单元1203及与第二移相器1202相连的第二控制单元1204。第一移相器1201连接于第一天线401的后续电路上，并对第一路信号进行移相处理。第一控制单元1203输出一变化的第一控制电压Vcc1至第一移相器1201，由于第一控制电压Vcc1与第一移相器1201的移相量（即第一子补偿相位）之间存在对应关系，因此，当第一控制电压Vcc1变化，第一移相器1201所产生的第一子补偿相位也随之变化。同时，第二移相器1202连接于第二天线402的后续电路上，并对第二路信号进行移相处理。第二控制单元1204输出一变化的第二控制电压Vcc2至第二移相器1202，由于第二控制电压Vcc2与第二移相器1202的移相量（即第二子补偿相位）之间存在对应关系，因此，当第二控制电压Vcc2变化，第二移相器1202所产生的第二子补偿相位也随之变化。第一子补偿相位与第二子补偿相位的差值也就是实施例一中所述的补偿相位。由于第一路信号与第二路信号仅存在相位差，当第一子补偿相位与第二子补偿相位同时变化且使其差值变化到某一个特定相位值时，刚好可以补偿上述相位差，从而使补偿后的第一路信号与第二路信号重合，达到相位差被完全补偿的目的。
而处理模块304当和信号监测模块406监测到在时间点t，上述和信号的电压大小达到无线信号幅值的2倍，和信号监测模块406触发电压监测模块407从第一控制单元1203及第二控制单元1204分别获得当前第一控制电压值及当前第二控制电压值，当前第一控制电压值及当前第二控制电压值正是触发产生一特定相位值使相位差被完全补偿的两个控制电压值。计算模块408用于根据控制电压值与子补偿相位的对应关系，确定与当前第一控制电压值及当前第二控制电压值分别对应的当前第一子补偿相位及当前第二子补偿相位，计算模块408随即以当前第一子补偿相位与当前第二子补偿相位的差值为当前补偿相位（即上述特定相位值），依据上述公式（1），确定方位角θ。
此处需要说明的是，控制电压值与子补偿相位的对应关系与上述控制电压值与补偿相位的对应关系实质相同。
基于上述实施例四的定位系统，该实施例四的定位方法的流程主要如图13所示，包括：
1301，第一天线401及第二天线402接收目标点OBU发出的同一无线信号，对应形成幅值相同但存在相位差的第一路信号及第二路信号，由于第一天线401及第二天线402的设置形式，第一路信号及第二路信号即可用于方位角θ的确定；
1302，第一控制单元1203输出一变化的第一控制电压Vcc1至第一移相器1201，第一移相器1201即会对应产生一变化的第一子补偿相位对第一路信号进行移相处理，即对第一路信号的相位进行补偿；同时，第二控制单元1204输出一变化的第二控制电压Vcc2至第二移相器1202，第二移相器1202即会对应产生一变化的第二子补偿相位对第二路信号进行移相处理，即对第二路信号的相位进行补偿，第一子补偿相位与第二子补偿相位的差值也就是实施例一中所述的补偿相位；
1303，和网络405对补偿后的第一路信号与第二路信号进行求和处理，得到一和信号；
1304，和信号监测模块406判断上述和信号的电压大小是否在补偿后的预定时间内达到无线信号幅值的2倍，若是，则判定补偿后的第一路信号与第二路信号重合，否则对下一和信号进行判断；
1305，当和信号监测模块406监测到在时间点t，上述和信号的电压大小达到无线信号幅值的2倍，和信号监测模块406触发电压监测模块407从第一控制单元1203及第二控制单元1204分别获得当前第一控制电压值及当前第二控制电压值，该当前第一控制电压值及当前第二控制电压值正是触发产生一特定相位值使相位差被完全补偿的两个控制电压值；
1306，计算模块408通过查找一预存的控制电压值与子补偿相位的对应关系，确定与当前第一控制电压值及当前第二控制电压值分别对应的当前第一子补偿相位及当前第二子补偿相位，随即以当前第一子补偿相位与当前第二子补偿相位的差值为当前补偿相位（即上述特定相位值），并依据上述公式（1），由当前补偿相位推算出方位角θ，从而完成对车辆的角度定位。
实施例五：
本实施例与实施例一的区别主要在于：
请参考图14，本实施例定位系统的定位装置中，信号监测模块303为完成监测补偿后的第一路信号与第二路信号是否重合，主要包括和差网络1401、与和差网络1401相连的和信号监测模块1402及差信号监测模块1403。和差网络1401用于获得补偿后的第一路信号与第二路信号，并分别对其进行求和与求差处理，得到相应的和信号与差信号。和信号监测模块1402用于判断和差网络1401处理所得和信号的电压大小是否在补偿后的第一预定时间内达到无线信号幅值的2倍，若是，则补偿后的第一路信号与第二路信号重合，并触发处理模块304处理获得第一初级方位角θ1。差信号监测模块1403用于判断和差网络1401处理所得差信号的电压大小是否在补偿后的第二预定时间内维持0值，若是，则补偿后的第一路信号与第二路信号重合，并触发处理模块304处理获得第二初级方位角θ2。上述获得第一初级方位角θ1与第二初级方位角θ2的处理与实施例一中描述类似，此处不再赘述。
而处理模块304进而以第一初级方位角θ1与第二初级方位角θ2之间的一中间值确定最终的目标点的方位角。具体地，可以第一初级方位角θ1与第二初级方位角θ2之间的一中点值或非中点值作为最终的目标点的水平方位角。
基于上述实施例五的定位系统，该实施例五的定位方法的流程主要如图15所示，包括：
1501，第一天线401及第二天线402接收目标点OBU发出的同一无线信号，对应形成幅值相同但在水平方向上存在相位差的第一路信号及第二路信号，由于第一天线401及第二天线402的设置形式，第一路信号及第二路信号即可用于水平方位角的确定；
1502，控制单元403输出一变化的控制电压Vcc至移相器404，移相器404即会对应产生一变化的补偿相位对第一路信号进行移相处理，即对第一路信号的相位进行补偿；
1503，和差网络1401对补偿后的第一路信号与第二路信号分别进行求和、求差处理，相应得到和信号及差信号；
1504，和信号监测模块1402判断上述和信号的电压大小是否在补偿后的第一预定时间内达到无线信号幅值的2倍，若是，则判定补偿后的第一路信号与第二路信号重合，并触发处理模块304处理获得第一初级方位角θ1，否则对下一和信号进行判断；同时，差信号监测模块1403判断上述差信号的电压大小是否在补偿后的第二预定时间内维持0值，若是，则判定补偿后的第一路信号与第二路信号重合，并触发处理模块304处理获得第二初级方位角θ2，否则对下一差信号进行判断；
1505，如步骤705-706一样，处理模块304处理获得第一初级方位角θ1，同时，如步骤905-906一种，处理模块304处理获得第二初级方位角θ2；
1506，处理模块304以第一初级方位角θ1与第二初级方位角θ2之间的一中间值确定最终的目标点的方位角。
上述实施例五对补偿后的第一路信号与第二路信号是否重合进行两次判定，从而分别得到第一初级方位角θ1与第二初级方位角θ2，并根据第一初级方位角θ1与第二初级方位角θ2确定最终的目标点的方位角θ，从而使定位准确度进一步得到提高。
实施例六：
本实施例与实施例一的区别主要在于：
请参考图16，本实施例定位系统的定位装置中，天线系统301的第一天线1601与第二天线1602为在第二坐标轴z方向上相间不超过其工作波长λ的预定距离d放置。由于第一天线401及第二天线402仅在第二坐标轴z方向上相间有一预定距离d，第一天线401及第二天线402接收同一无线信号对应所形成的第一路信号与第二路信号幅值相同但存在相位差，那么第一路信号及第二路信号就可以用于方位角α的确定。类似于实施例一的处理，即可最终得到目标点OBU的方位角α，此处不再赘述，另外本实施例对应的定位方法也不再赘述。而上述方位角θ与α的关系可在图17中示意出来。
获得目标点OBU的方位角α的其他实施例可类似于上述实施例二至五中任一项所述，此处不再赘述。
实施例七：
该实施例七描述了另一种定位方法，该方法仍基于一种对行驶于车道上的车辆进行不停车计费的定位系统，即ETC系统，包括安装于车辆上的OBU及安装于收费站出入口龙门架上的定位装置及RSU，其中，RSU的放置方法仍可参照图1所示，RSU与定位装置分别为一单独的物理实体，两者通过无线或有线方式完成通信。通过该定位装置与作为目标点的OBU进行定位信息交互处理，可在极短时间内获得车辆的方位角，而在该极短时间内认为车辆不会发生位移，从而完成对车辆的角度定位。为实现定位，上述定位装置的主要结构可仍如图3所示，在具体应用时，上述定位装置的具体结构可如图18所示：
天线系统301包括同一规格的第一天线1801、第二天线1802、第三天线1803及第四天线1804。第一天线1801、第二天线1802、第三天线1803及第四天线1804分别位于一方形四个顶点，天线系统对应一以方形的中心为原点O的坐标系，坐标系包括平行于第一天线1801与第二天线1802的连线的第一坐标轴x、平行于第一天线1801与第三天线1803的连线的第二坐标轴z，以及同时垂直于第一坐标轴x及第二坐标轴z的第三坐标轴y，第一坐标轴x与第三坐标轴y形成第一投影面，目标点正投影到第一投影面后形成第一投影点A，第一投影点A与第一坐标轴x之间形成第一方位角θ，第二坐标轴z与第三坐标轴y形成第二投影面，目标点正投影到第二投影面后形成第二投影点B，第二投影点B与第二坐标轴z之间形成第二方位角α。第一天线1801与第二天线1802、第三天线1803与第四天线1804为在第一坐标轴x方向上相间预定距离d，预定距离d小于或等于其工作波长λ，第一天线1801与第三天线1803、第二天线1802与第四天线1804为在第二坐标轴z方向上相间预定距离d（在其他实施例中，第一天线1801与第二天线1802相间的预定距离可与第一天线1801与第三天线1803相间的预定距离不等），具体可有如图19所示的放置形式，在该实施例中，第一坐标轴x同时表示平行于车道横向的方向。当然，其他实施例中还可以有其他放置方式，例如，第三坐标轴y同时表示平行于车道纵向的方向。第一天线1801、第二天线1802、第三天线1803及第四天线1804用于接收目标点OBU发出的同一无线信号。由于天线的工作波长λ较小，目标点OBU到达天线系统301的距离远远大于预定距离d，因此可认为OBU发出的无线信号到达第一天线1801、第二天线1802、第三天线1803及第四天线1804的路径是平行的。由于第一天线1802与第二天线1802、第三天线1803与第四天线1804分别在第二坐标轴z方向上等高度设置，而在第一坐标轴x方向上相间有一预定距离d，第一天线1801及第二天线1802接收同一无线信号对应所形成的第一子路信号与第二子路信号幅值相同但存在第一相位差，第三天线1803及第四天线1804接收同一无线信号对应所形成的第三子路信号与第四子路信号幅值相同但也存在同样的第一相位差。由于第一天线1801与第三天线1803、第二天线1802与第四天线仅在第二坐标轴z方向上相间有一预定距离d，第一天线1801及第三天线1803接收同一无线信号对应所形成的第一子路信号与第三子路信号幅值相同但存在第二相位差，第二天线1802及第四天线1804接收同一无线信号对应所形成的第二子路信号与第四子路信号幅值相同但也存在同样的第二相位差。
相位补偿模块302用于对由第一子路信号及第三子路信号合路形成第一路信号，与第二子路信号及第四子路信号合路形成第二路信号具有的第一相位差，以变化的第一补偿相位进行补偿；对由第一子路信号及第二子路信号合路形成第三路信号，与第三子路信号及第四子路信号合路形成第四路信号具有的第二相位差，以变化的第二补偿相位进行补偿。具体地，相位补偿模块302主要包括和网络、第一移相器、第二移相器、第三移相器、第四移相器、第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元及第四控制单元。第一移相器连接于第一天线1801的后续电路上，并对第一子路信号进行移相处理。第一控制单元输出一变化的第一控制单元Vcc1至第一移相器，由于第一控制电压Vcc1与第一移相器的移相量（即第一子补偿相位）之间存在对应关系，因此，当第一控制电压Vcc1变化，第一子补偿相位也随之变化。第二移相器连接于第二天线1802的后续电路上，并对第二子路信号进行移相处理。第二控制单元输出一变化的第二控制电压Vcc2至第二移相器，由于第二控制电压Vcc2与第二移相器的移相量（即第二子补偿相位）之间存在对应关系，因此，当第二控制电压Vcc2变化，第二子补偿相位也随之变化。第三移相器连接于第三天线1803的后续电路上，并对第三子路信号进行移相处理。第三控制单元输出一变化的第三控制单元Vcc3至第三移相器，由于第三控制电压Vcc3与第三移相器的移相量（即第三子补偿相位）之间存在对应关系，因此，当第三控制电压Vcc3变化，第三子补偿相位也随之变化。第四移相器连接于第四天线的后续电路上，并对第四子路信号进行移相处理。第四控制单元输出一变化的第四控制单元Vcc4至第四移相器，由于第四控制电压Vcc4与第四移相器的移相量（即第四子补偿相位）之间存在对应关系，因此，当第四控制电压Vcc4变化，第四子补偿相位也随之变化。和网络用于将第一子路信号及第三子路信号合路形成第一路信号，第二子路信号及第四子路信号合路形成第二路信号，第一子路信号及第二子路信号合路形成第三路信号，第三子路信号及第四子路信号合路形成第四路信号。相应地，第一路信号与第二路信号则仅存在第一相位差，第三路信号与第四路信号则仅存在第二相位差，四路信号幅值相同。那么，第一路信号及第二路信号就可以用于确定目标点OBU的第一方位角θ，第三路信号及第四路信号就可以用于确定目标点OBU的第二方位角α。在确定目标点OBU的第一方位角θ时，设定第一子补偿相位与第三子补偿相位相同、第二子补偿相位与第四子补偿相位相同，由于第一路信号与第二路信号仅存在水平相位差，当第一子补偿相位与第二子补偿相位的差值表征的第一补偿相位变化到某一个第一特定相位值时，刚好可以补偿上述第一相位差，从而使补偿后的第一路信号与第二路信号重合，即补偿后的第一路信号与第二路信号在幅值及相位上均相等，那么上述第一特定相位值必定等于第一相位差，此时我们认为第一相位差被完全补偿。在确定目标点OBU的第二方位角α时，设定第一子补偿相位与第二子补偿相位相同、第三子补偿相位与第四子补偿相位相同，由于第三路信号与第四路信号仅存在第二相位差，当第一子补偿相位与第三子补偿相位的差值表征的第二补偿相位变化到某一个第二特定相位值时，刚好可以补偿上述第二相位差，从而使补偿后的第三路信号与第四路信号重合，即补偿后的第三路信号与第四路信号在幅值及相位上均相等，那么上述第二特定相位值必定等于第二相位差，此时我们认为第二相位差被完全补偿。
信号监测模块303用于在确定目标点OBU的第一方位角θ时，监测补偿后的第一路信号与第二路信号是否重合；在确定目标点OBU的第二方位角α时，监测补偿后的第三路信号与第四路信号是否重合。具体地，信号监测模块303主要包括和差网络1805、第一和信号监测模块、第一差信号监测模块、第二和信号监测模块及第二差信号监测模块。和差网络1805可与上述相位补偿模块302中的和网络合并设置，用于获得补偿后的第一路信号、第二路信号、第三路信号及第四路信号，并对第一路信号与第二路信号进行求和及求差处理，得到第一和信号及第一差信号，对第三路信号与第四路信号进行求和及求差处理，得到第二和信号及第二差信号。第一和信号监测模块用于判断和差网络1805处理所得第一和信号的电压大小是否在补偿后的第一预定时间内达到无线信号幅值的2倍，若是，则补偿后的第一路信号与第二路信号重合。第一差信号监测模块用于判断和差网络1805处理所得水平差信号的电压大小是否在补偿后的第二预定时间内维持0值，若是，则补偿后的第一路信号与第二路信号重合。第二和信号监测模块与第二差信号监测模块的功能也类似。
处理模块304用于根据信号监测模块303的监测结果，当第一路信号与第二路信号重合时，由使第一路信号与第二路信号重合的当前第一补偿相位（即当第一路信号与第二路信号重合时，第一子补偿相位与第二子补偿相位的当前差值）确定目标点OBU的第一方位角θ；当第三路信号与第四路信号重合时，由使第三路信号与第四路信号重合的当前第二补偿相位（即当第三路信号与第四路信号重合时，第一子补偿相位与第三子补偿相位的当前差值）确定目标点OBU的第二方位角α。具体地，处理模块304包括相连的电压监测模块1806及计算模块1807。在确定目标点OBU的第一方位角θ时，电压监测模块1806用于根据第一和信号监测模块的监测结果，从第一控制单元获得当前第一控制电压值，并从第二控制单元获得当前第二控制电压值，当前第一控制电压值及当前第二控制电压值正是触发产生第一特定相位值使水平相位差被完全补偿的两个控制电压值，进而计算模块1807用于根据控制电压值与子补偿相位的对应关系，确定与当前第一控制电压值及当前第二控制电压值分别对应的当前第一子补偿相位及当前第二子补偿相位，当前第一子补偿相位及当前第二子补偿相位的差值即为当前第一补偿相位，并由当前第一补偿相位确定第一初级方位角θ1。根据第一差信号监测模块的监测结果，同样可获得第二初级方位角θ2。进而，处理模块304可从第一初级方位角θ1与第二初级方位角θ2之中择一确定最终的目标点的第一方位角θ，也可以以第一初级方位角θ1与第二初级方位角θ2之间的一中间值确定最终的目标点的第一方位角θ。确定目标点OBU的第二方位角α与上类似，不再赘述。
通过构建实施例七的定位系统及定位装置，即可在同一系统及装置内完成目标点OBU的第一方位角θ及第二方位角α的确定。
基于上述实施例七的定位系统，该实施例七的定位方法的流程主要如图20所示，包括：
2001，第一天线1801、第二天线1802、第三天线1803及第四天线1804接收目标点OBU发出的同一无线信号，第一天线1801及第二天线1802接收同一无线信号对应所形成的第一子路信号与第二子路信号幅值相同但存在第一相位差，第三天线1803及第四天线1804接收同一无线信号对应所形成的第三子路信号与第四子路信号幅值相同但也存在同样的第一相位差；第一天线1801及第三天线1803接收同一无线信号对应所形成的第一子路信号与第三子路信号幅值相同但存在第二相位差，第二天线1802及第四天线1804接收同一无线信号对应所形成的第二子路信号与第四子路信号幅值相同但也存在同样的第二相位差；
2002，相位补偿模块302对由第一子路信号及第三子路信号合路形成第一路信号，与第二子路信号及第四子路信号合路形成第二路信号具有的第一相位差，以变化的第一补偿相位进行补偿；对由第一子路信号及第二子路信号合路形成第三路信号，与第三子路信号及第四子路信号合路形成第四路信号具有的第二相位差，以变化的第二补偿相位进行补偿；
2003，信号监测模块303在确定目标点OBU的第一方位角θ时，监测补偿后的第一路信号与第二路信号是否重合；在确定目标点OBU的第二方位角α时，监测补偿后的第三路信号与第四路信号是否重合；
2004，处理模块304根据信号监测模块303的监测结果，当第一路信号与第二路信号重合时，由使第一路信号与第二路信号重合的当前第一补偿相位确定目标点OBU的第一方位角θ；当第三路信号与第四路信号重合时，由使第三路信号与第四路信号重合的当前第二补偿相位确定目标点OBU的第二方位角α。
作为本申请的第一应用实施例，如图21所示，通过目标点OBU的第二方位角α可确定目标点OBU到天线系统的纵向距离L1，计算方法如下：
获得上述第二方位角α、第一天线与第二天线的所在平面与水平面的夹角β（一般就是天线系统的安装角度），以及原点与目标点的相对高度h（也就是天线系统与目标点OBU的高度差），通过如下公式（1），得到OBU到天线系统的纵向距离L1：
L1=h×tg(α-β)……（1）
作为本申请的第二应用实施例，在第一应用实施例的基础上，结合第一方位角θ可通过下述公式（2）确定目标点OBU到天线系统的横向距离L2：
那么通过第一应用实施例及第二应用实施例，就可以由目标点OBU的第一方位角θ、第二方位角α确定目标点OBU在上述坐标系中的精确坐标。
需要说明的有如下几点：
1、上述天线可以是微带天线、喇叭天线或波导缝隙天线等，但不仅限于此；
2、移相器可以是数字移相器或模拟移相器等，但不仅限于此；
3、信号监测模块可以是各种能实现信号幅度监测并输出监测信息的功能模块或装置；
4、电压监测模块可以是各种能实现电压幅度监测并输出监测信息的功能模块或装置；
5、计算模块可以是各种能实现信息计算和处理的功能模块或装置；
6、和、差网络可以是各种能实现信号相加或相减的装置，如环形器等；
7、本申请的定位方法、装置与系统并不仅限于在ETC系统中应用，还可以应用到其他包括至少两个通信设备、且用于在两个或多个设备之间定位的系统；
8、通过上述实施例中各技术点的组合可衍生出多种其他实施例，也均在本申请保护范围之内。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (12)
1.一种定位方法,其特征在于，该方法基于一天线系统，所述天线系统包括同一规格的第一天线及第二天线，所述天线系统对应一坐标系，所述坐标系包括平行于所述第一天线与第二天线的连线的第一坐标轴、所述第一天线与第二天线所在平面内垂直于第一坐标轴的第二坐标轴，以及同时垂直于所述第一坐标轴及第二坐标轴的第三坐标轴，所述第一坐标轴与第三坐标轴形成投影面，目标点正投影到所述投影面后形成一投影点，所述投影点与第一坐标轴之间形成一方位角，所述第一天线与第二天线相间不超过其工作波长，所述方法包括：
通过所述第一天线及第二天线接收目标点发出的同一无线信号，对应形成具有相位差的第一路信号及第二路信号；
以变化的补偿相位对所述相位差进行补偿；
当补偿后的第一路信号与第二路信号重合时，由使补偿后的第一路信号与第二路信号重合的当前补偿相位确定所述方位角；
以变化的补偿相位对所述相位差进行补偿具体为：
通过变化的第一控制电压控制第一移相器以所述补偿相位对第一路信号或第二路信号的相位进行补偿，
当补偿后的第一路信号与第二路信号重合时，由使补偿后的第一路信号与第二路信号重合的当前补偿相位确定所述方位角具体包括：
当补偿后的第一路信号与第二路信号重合时，获得当前第一控制电压；
根据控制电压与补偿相位的对应关系，确定与所述当前第一控制电压对应的当前补偿相位，并由所述当前补偿相位确定所述方位角，
或者，
以变化的补偿相位对所述相位差进行补偿具体为：
通过变化的第二控制电压控制第二移相器以变化的第一子补偿相位对所述第一路信号的相位进行补偿，通过变化的第三控制电压控制第三移相器以变化的第二子补偿相位对所述第二路信号的相位进行补偿，所述第一子补偿相位与第二子补偿相位的差值即所述补偿相位，
当补偿后的第一路信号与第二路信号重合时，由使补偿后的第一路信号与第二路信号重合的当前补偿相位确定所述方位角具体包括：
当补偿后的第一路信号与第二路信号重合时，获得当前第二控制电压值及当前第三控制电压值；
根据控制电压值与子补偿相位的对应关系，确定分别与所述当前第二控制电压值及当前第三控制电压值对应的当前第一子补偿相位及当前第二子补偿相位，并以所述当前第一子补偿相位与当前第二子补偿相位的差值为当前补偿相位确定所述方位角。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
获得所述补偿后的第一路信号与第二路信号的和信号；
判断所述和信号的电压大小是否在补偿后的第一预定时间内达到所述无线信号幅值的2倍，若是，则补偿后的第一路信号与第二路信号重合，或者，
获得所述补偿后的第一路信号与第二路信号的差信号；
判断所述差信号的电压大小是否在补偿后的第二预定时间内维持0值，若是，则补偿后的第一路信号与第二路信号重合。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
获得所述补偿后的第一路信号与第二路信号的和信号与差信号；
判断所述和信号的电压大小是否在补偿后的第一预定时间内达到所述无线信号幅值的2倍，若是，则补偿后的第一路信号与第二路信号重合，进而获得第一方位角；
判断所述差信号的电压大小是否在补偿后的第二预定时间内维持0值，若是，则补偿后的第一路信号与第二路信号重合，进而获得第二方位角；
以所述第一方位角与第二方位角之间的一中间值确定最终的方位角。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，由当前补偿相位确定所述方位角θ具体为：
其中，为所述当前补偿相位，λ为所述工作波长，d为所述预定距离。
5.一种定位方法，其特征在于，该方法基于一天线系统，所述天线系统包括同一规格的第一天线、第二天线、第三天线及第四天线，所述第一天线、第二天线、第三天线及第四天线分别位于一方形四个顶点，所述天线系统对应一以所述方形的中心为原点的坐标系，所述坐标系包括平行于所述第一天线与第二天线的连线的第一坐标轴、平行于所述第一天线与第三天线的连线的第二坐标轴，以及同时垂直于所述第一坐标轴及第二坐标轴的第三坐标轴，所述第一坐标轴与第三坐标轴形成第一投影面，目标点正投影到所述第一投影面后形成第一投影点，所述第一投影点与第一坐标轴之间形成第一方位角，所述第二坐标轴与第三坐标轴形成第二投影面，目标点正投影到所述第二投影面后形成第二投影点，所述第二投影点与第二坐标轴之间形成第二方位角，所述第一天线与第二天线、第三天线与第四天线相间不超过其工作波长，所述第一天线与第三天线、第二天线与第四天线相间不超过其工作波长，所述方法包括：
通过所述第一天线、第二天线、第三天线及第四天线接收目标点发出的同一无线信号，对应形成第一子路信号、第二子路信号、第三子路信号及第四子路信号；
对由所述第一子路信号及第三子路信号合路形成第一路信号，与所述第二子路信号及第四子路信号合路形成第二路信号具有的第一相位差，以变化的第一补偿相位进行补偿，当补偿后的第一路信号与第二路信号重合时，由使第一路信号与第二路信号重合的当前第一补偿相位确定所述第一方位角；
对由所述第一子路信号及第二子路信号合路形成第三路信号，与所述第三子路信号及第四子路信号合路形成第四路信号具有的第二相位差，以变化的第二补偿相位进行补偿，当补偿后的第三路信号与第四路信号重合时，由使第三路信号与第四路信号重合的当前第二补偿相位确定所述第二方位角。
6.如权利要求5所述的定位方法，其特征在于，该方法还包括：
根据所述原点与目标点的相对高度、所述第一天线与第二天线的所在平面与水平面的夹角、第一方位角及第二方位角，计算得到所述投影点在坐标系中的坐标。
7.一种定位装置，其特征在于，包括：
天线系统，所述天线系统包括同一规格的第一天线及第二天线，所述天线系统对应一坐标系，所述坐标系包括平行于所述第一天线与第二天线的连线的第一坐标轴、所述第一天线与第二天线所在平面内垂直于第一坐标轴的第二坐标轴，以及同时垂直于所述第一坐标轴及第二坐标轴的第三坐标轴，所述第一坐标轴与第三坐标轴形成投影面，目标点正投影到所述投影面后形成一投影点，所述投影点与第一坐标轴之间形成一方位角，所述第一天线与第二天线相间不超过其工作波长，所述第一天线及第二天线用于接收目标点发出的同一无线信号，对应形成具有相位差的第一路信号及第二路信号；
相位补偿模块，用于以变化的补偿相位对所述相位差进行补偿；
信号监测模块，用于监测补偿后的第一路信号与第二路信号是否重合；
处理模块，用于根据所述信号监测模块的监测结果，由使补偿后的第一路信号与第二路信号重合的当前补偿相位确定所述方位角；
所述相位补偿模块包括：
第一移相器；
第一控制单元，用于对所述第一移相器输出第一控制电压以触发所述第一移相器以所述补偿相位对第一路信号或第二路信号的相位进行补偿，
所述处理模块包括：
第一电压监测模块，用于根据所述信号监测模块的监测结果，获得当前第一控制电压值；
第一计算模块，用于根据控制电压值与补偿相位的对应关系，确定与所述当前第一控制电压值对应的当前补偿相位，并由所述当前补偿相位确定所述方位角，
或者，
所述相位补偿模块包括：
第二移相器；
第三移相器；
第二控制单元，用于对所述第二移相器输出第二控制电压以触发所述第二移相器以变化的第一子补偿相位对所述第一路信号的相位进行补偿；
第三控制单元，用于对所述第三移相器输出第三控制电压以触发所述第三移相器以变化的第二子补偿相位对所述第二路信号的相位进行补偿，所述第一子补偿相位与第二子补偿相位的差值即所述补偿相位，
所述处理模块包括：
第二电压监测模块，用于根据所述信号监测模块的监测结果，获得当前第二控制电压值及当前第三控制电压值；
第二计算模块，用于根据控制电压值与子补偿相位的对应关系，确定分别与所述当前第二控制电压值及当前第三控制电压值对应的当前第一子补偿相位及当前第二子补偿相位，并以所述当前第一子补偿相位与当前第二子补偿相位的差值为当前补偿相位确定所述方位角。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号监测模块包括：
和网络，用于获得所述补偿后的第一路信号与第二路信号的和信号；
和信号监测模块，用于判断所述和信号的电压大小是否在补偿后的第一预定时间内达到所述无线信号幅值的2倍，若是，则补偿后的第一路信号与第二路信号重合，或者，
所述信号监测模块包括：
差网络，用于获得所述补偿后的第一路信号与第二路信号的差信号；
差信号监测模块，用于判断所述差信号的电压大小是否在补偿后的第二预定时间内维持0值，若是，则补偿后的第一路信号与第二路信号重合。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号监测模块包括：
和差网络，用于获得所述补偿后的第一路信号与第二路信号的和信号与差信号；
和信号监测模块，用于判断所述和信号的电压大小是否在补偿后的第一预定时间内达到所述无线信号幅值的2倍，若是，则补偿后的第一路信号与第二路信号重合，并触发所述处理模块处理获得第一方位角；
差信号监测模块，用于判断所述差信号的电压大小是否在补偿后的第二预定时间内维持0值，若是，则补偿后的第一路信号与第二路信号重合，并触发所述处理模块处理获得第二方位角；
所述处理模块以所述第一方位角与第二方位角之间的一中间值确定最终的目标点的方位角。
10.一种定位装置，其特征在于，包括：
一天线系统，所述天线系统包括同一规格的第一天线、第二天线、第三天线及第四天线，所述第一天线、第二天线、第三天线及第四天线分别位于一方形四个顶点，所述天线系统对应一以所述方形的中心为原点的坐标系，所述坐标系包括平行于所述第一天线与第二天线的连线的第一坐标轴、平行于所述第一天线与第三天线的连线的第二坐标轴，以及同时垂直于所述第一坐标轴及第二坐标轴的第三坐标轴，所述第一坐标轴与第三坐标轴形成第一投影面，目标点正投影到所述第一投影面后形成第一投影点，所述第一投影点与第一坐标轴之间形成第一方位角，所述第二坐标轴与第三坐标轴形成第二投影面，所述目标点正投影到所述第二投影面后形成第二投影点，所述第二投影点与第二坐标轴之间形成第二方位角，所述第一天线与第二天线、第三天线与第四天线相间不超过其工作波长，所述第一天线与第三天线、第二天线与第四天线相间不超过其工作波长，所述第一天线、第二天线、第三天线及第四天线用于接收目标点发出的同一无线信号，对应形成第一子路信号、第二子路信号、第三子路信号及第四子路信号；
相位补偿模块，用于对由所述第一子路信号及第三子路信号合路形成第一路信号，与所述第二子路信号及第四子路信号合路形成第二路信号在水平方向上具有的第一相位差，以变化的第一补偿相位进行补偿；对由所述第一子路信号及第二子路信号合路形成第三路信号，与所述第三子路信号及第四子路信号合路形成第四路信号具有的第二相位差，以变化的第二补偿相位进行补偿；
信号监测模块，用于监测补偿后的第一路信号与第二路信号是否重合；监测补偿后的第三路信号与第四路信号是否重合；
处理模块，用于根据所述信号监测模块的监测结果，当第一路信号与第二路信号重合时，由使第一路信号与第二路信号重合的当前第一补偿相位确定所述第一方位角；当第三路信号与第四路信号重合时，由使第三路信号与第四路信号重合的当前第二补偿相位确定所述第二方位角。
11.一种定位系统，其特征在于，包括：
目标点，用于发出无线信号；
如权利要求7-10中任一项所述的定位装置，用于接收并根据所述无线信号获得所述目标点的方位角。
12.如权利要求11所述的定位系统，其特征在于，所述目标点为车载设备，所述定位装置集成于路边设备中或为独立于路边设备之外的一物理实体。
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