CN105764138A - 一种计算到达时间差定位精度的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种计算到达时间差定位精度的方法及装置，应用于定位处理服务器，预先获得与目标移动台关联的至少四个基站的坐标，方法包括：确定用于计算达到时间差定位精度的主站；根据目标移动台的坐标、主站的坐标及到达时间方差、除主站之外的其他基站的坐标及到达时间方差，确定其他基站与主站的关系；确定到达时间差定位的补偿值矩阵；判断补偿值矩阵的向量模长是否不大于第一预设门限阈值；如果是，确定到达时间差定位的误差协方差矩阵；将误差协方差矩阵的迹，确定为到达时间差定位精度。应用本发明实施例，能够在移动台处于未知坐标的情况下，可以根据基站与移动台之间的关系确定到达时间差定位的精度。

Description

一种计算到达时间差定位精度的方法及装置

技术领域

本发明涉及无线定位技术领域，特别涉及一种计算到达时间差定位精度的方法及装置。

背景技术

到达时间差(TimeDifferenceofArrival，简称为TDOA)定位是一种利用时间差进行定位的方法。通过测量信号到达监测站的时间，可以确定信号源的距离。利用信号源到各个监测站的距离，就能确定信号的位置。但是绝对时间一般比较难测量，通过比较信号到达各个监测站的时间差，就能作出以监测站为焦点、距离差为长轴的双曲线，双曲线的交点就是信号的位置。目前TDOA定位技术已广泛应用于各种信号体质的室内定位之中，通过计算TDOA定位精度以作为TDOA与其他定位方法协同解算的基础已经成为研究的重点。

现有技术中，计算TDOA定位精度的方法为：设定采样点坐标(x，y)；将移动台置于采样点处，将每次所确定的移动台位置坐标记为(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)…(xi，yi)；通过对差值(xi-x，yi-i)做统计，计算得到其标准差和方差。方差越大说明定位结果与采样值之间的误差越大，TDOA定位的精度越低；反之，方差越小说明定位结果与采样值之间的误差越小，TDOA定位的精度越高。

但是，上述计算TDOA定位精度的方法仅能应用在移动台位于已知坐标的情况下，对于移动台处于未知坐标的情况下，不能利用上述方法计算TDOA定位精度。

发明内容

本发明实施例公开了一种计算到达时间差定位精度的方法及装置，解决如何在移动台处于未知坐标的情况下，计算TDOA定位精度的技术问题。技术方案如下：

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种计算到达时间差定位精度的方法，应用于定位处理服务器，预先获得与目标移动台关联的至少四个基站的坐标，所述方法包括：

针对所述至少四个基站中的任意一个基站，获得预设时间段内所述基站向所述目标移动台发送信号的N个到达时间；

根据所述N个到达时间中的每一个到达时间，确定所述到达时间的误差；

根据所确定的N个到达时间，确定所述N个到达时间对应的一个到达时间方差；

将所述至少四个基站中的任意一个基站，确定为用于计算达到时间差定位精度的主站；

根据所述目标移动台的坐标、所述主站的坐标及到达时间方差、除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站的坐标及到达时间方差，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系；

根据所述关系，确定到达时间差定位的补偿值矩阵；

判断所述补偿值矩阵的向量模长是否不大于第一预设门限阈值；

如果是，根据所述补偿值矩阵，确定到达时间差定位的误差协方差矩阵；

将所述误差协方差矩阵的迹，确定为到达时间差定位精度。

较佳的，在所述补偿值矩阵的向量模长大于所述第一预设门限阈值的情况下，所述方法还包括：

将当前所述目标移动台的坐标与所述补偿值矩阵中对应的行向量值相加，得到新的所述目标移动台的坐标，继续执行所述确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系的步骤。

较佳的，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系，为：

除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站到所述目标移动台的距离差方程

$\sqrt{{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2+{(z-z_1)}^2}-\sqrt{{(x-x_i)}^2+{(y-y_i)}^2+{(z-z_i)}^2}=R_1-R_i=c*(t_1-t_i+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_i)$

其中，i的范围为[2，N]，(x_i,y_i,z_i)为存在于服务器数据库中的所述至少四个基站中的其他基站的坐标，(x₁,y₁,z₁)为存在于服务器数据库中的所述主站的坐标，(x,y,z)为预先设置的所述目标移动台的初始坐标，t_i为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间，t₁为所述主站的到达时间，ε_i为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间误差，ε₁为所述主站的到达时间误差，得到所述至少四个基站中的其他基站与所述目标移动台之间的距离为R_i＝c*(t_i+ε_i)，所述主站与所述目标移动台之间的距离为R₁＝c*(t₁+ε₁)，c为信号传播速度即光速。

较佳的，所述根据所述关系，确定到达时间差定位的补偿值矩阵，为：

按照泰勒公式展开所述距离差方程，略去高阶无穷小量后得到Gδ＝b，式中，

$G=\left[\begin{array}{ccc}\frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_2-x^{\′}}{{R_2}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_2-y^{\′}}{{R_2}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_2-z^{\′}}{{R_2}^{\′}}\\ \frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_3-x^{\′}}{{R_3}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_3-y^{\′}}{{R_3}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_3-z^{\′}}{{R_3}^{\′}}\\ \frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_4-x^{\′}}{{R_4}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_4-y^{\′}}{{R_4}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_4-z^{\′}}{{R_4}^{\′}}\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}\\ \frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_i-x^{\′}}{{R_i}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_i-y^{\′}}{{R_i}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_i-z^{\′}}{{R_i}^{\′}}\end{array}\right]$

$b=\left[\begin{array}{c}c*(t_1-t_2+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_2)-\sqrt{{\left(x^{\′}-x_1\right)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{\left(x^{\′}-x_2\right)}^2+{(y^{\′}-y_2)}^2+{(z^{\′}-z_2)}^2}\\ c*(t_1-t_3+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_3)-\sqrt{{\left(x^{\′}-x_1\right)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{\left(x^{\′}-x_3\right)}^2+{(y^{\′}-y_3)}^2+{(z^{\′}-z_3)}^2}\\ c*(t_1-t_4+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_4)-\sqrt{{\left(x^{\′}-x_1\right)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{\left(x^{\′}-x_4\right)}^2+{(y^{\′}-y_4)}^2+{(z^{\′}-z_4)}^2}\\ \mathrm{...}\\ c*(t_1-t_i+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_i)-\sqrt{{\left(x^{\′}-x_1\right)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{\left(x^{\′}-x_i\right)}^2+{(y^{\′}-y_i)}^2+{(z^{\′}-z_i)}^2}\end{array}\right]$

$\mathrm{\δ}=\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}x\\ \mathrm{\Δ}y\\ \mathrm{\Δ}z\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]$

其中，x',y',z'为预先设置的所述目标移动台的初始迭代位置坐标参数，G为所述系数雅各比矩阵，δ为所述补偿值矩阵，b为所述误差，为结果误差矩阵，ε_x、ε_y、ε_z分别为在误差存在的情况下，所述移动台位置坐标与所述移动台的实际位置坐标之间误差在x、y、z三轴上的投影向量。

较佳的，所述泰勒公式为：

f(x,y,z)＝f(x',y',z')+f₁(x',y',z')Δx+f₂(x',y',z')Δy+f₃(x',y',z')Δz+o(x',y',z')

其中，f(x,y,z)为所述距离差方程，f(x',y',z')为用所述目标移动台的初始迭代位置坐标替换所述目标移动台的初始坐标后得到的所述距离差方程，f₁(x',y',z')为所述距离差方程对x的一阶偏导，f₂(x',y',z')为所述距离差方程对y的一阶偏导，f₃(x',y',z')为所述距离差方程对z的一阶偏导，o(x',y',z')为所述高阶无穷小量，Δx＝x'-x，Δy＝y'-y，Δz＝z'-z。

较佳的，确定的到达时间差定位的误差协方差矩阵，为：

$\begin{array}{c}A=Cov\left(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\right)=E\left(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\ϵ}}_x& {\mathrm{\ϵ}}_y& {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\right)=E\left(\right(G^{T}G\left)G^T{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}{\left(\left(G^{T}G\right)G^T{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}\right)}^T\right)\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^{T}E\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}}^T\right)G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^T\left[\begin{array}{ccccc}V\left({\mathrm{\ϵ}}_{12}\right)& 0& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{13}\right)& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& 0& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{14}\right)& \mathrm{...}& 0\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}\\ 0& 0& 0& \mathrm{...}& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{1i}\right)\end{array}\right]G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^T\left[\begin{array}{ccccc}{\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_2^2& 0& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_3^2& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& 0& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_4^2& \mathrm{...}& 0\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}\\ 0& 0& 0& \mathrm{...}& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_i^2\end{array}\right]G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\end{array}$

其中，为测量误差矩阵，ε_1i＝ε₁-ε_i为所述主站的到达时间误差与所述至少四个基站中的其他基站的到达时间误差之差，为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间方差与所述主站的到达时间方差之和。

较佳的，在所述补偿值矩阵的向量模长不大于第一预设门限阈值的情况下，所述方法还包括：

判断所述到达时间差定位精度是否大于第二预设门限阈值；

如果否，将当前所述目标移动台的坐标，确定为到达时间差定位结果。

为达到上述目的，本发明实施例还公开了一种计算到达时间差定位精度的装置，应用于定位处理服务器，所述装置包括：

基站坐标获取模块，用于预先获得与目标移动台关联的至少四个基站的坐标；

到达时间获取模块，用于针对所述至少四个基站中的任意一个基站，获得预设时间段内所述基站向所述目标移动台发送信号的N个到达时间；

到达时间误差获取模块，用于根据所述N个到达时间中的每一个到达时间，确定所述到达时间的误差；

到达时间方差统计模块，用于根据所确定的N个到达时间，确定所述N个到达时间对应的一个到达时间方差；

定位主站选择模块，用于将所述至少四个基站中的任意一个基站，确定为用于计算达到时间差定位精度的主站；

基站关系表达模块，用于根据所述目标移动台的坐标、所述主站的坐标及到达时间方差、除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站的坐标及到达时间方差，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系；

补偿值矩阵获取模块，用于根据所述关系，确定到达时间差定位的补偿值矩阵；

矩阵向量模长判断模块，用于判断所述补偿值矩阵的向量模长是否不大于第一预设门限阈值；

定位误差协方差矩阵计算模块，用于在所述矩阵向量模长判断模块判断结果为是的情况下，根据所述补偿值矩阵，确定到达时间差定位的误差协方差矩阵；

定位精度计算模块，用于将所述误差协方差矩阵的迹，确定为到达时间差定位精度。

较佳的，所述装置还包括：

目标移动台坐标更新模块，用于在所述矩阵向量模长判断模块判断结果为否的情况下，将当前所述目标移动台的坐标与所述补偿值矩阵中对应的行向量值相加，得到新的所述目标移动台的坐标，触发基站关系表达模块。

较佳的，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系，为：

除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站到所述目标移动台的距离差方程

$\sqrt{{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2+{(z-z_1)}^2}-\sqrt{{(x-x_i)}^2+{(y-y_i)}^2+{(z-z_i)}^2}=R_1-R_i=c*(t_1-t_i+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_i)$

其中，i的范围为[2，N]，(x_i,y_i,z_i)为存在于服务器数据库中的所述至少四个基站中的其他基站的坐标，(x₁,y₁,z₁)为存在于服务器数据库中的所述主站的坐标，(x,y,z)为预先设置的所述目标移动台的初始坐标，t_i为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间，t₁为所述主站的到达时间，ε_i为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间误差，ε₁为所述主站的到达时间误差，得到所述至少四个基站中的其他基站与所述目标移动台之间的距离为R_i＝c*(t_i+ε_i)，所述主站与所述目标移动台之间的距离为R₁＝c*(t₁+ε₁)，c为信号传播速度即光速。

较佳的，所述补偿值矩阵获取模块，具体用于：

按照泰勒公式展开所述距离差方程，略去高阶无穷小量后得到Gδ＝b，式中，

$G=\left[\begin{array}{ccc}\frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_2-x^{\′}}{{R_2}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_2-y^{\′}}{{R_2}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_2-z^{\′}}{{R_2}^{\′}}\\ \frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_3-x^{\′}}{{R_3}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_3-y^{\′}}{{R_3}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_3-z^{\′}}{{R_3}^{\′}}\\ \frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_4-x^{\′}}{{R_4}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_4-y^{\′}}{{R_4}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_4-z^{\′}}{{R_4}^{\′}}\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}\\ \frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_i-x^{\′}}{{R_i}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_i-y^{\′}}{{R_i}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_i-z^{\′}}{{R_i}^{\′}}\end{array}\right]$

$b=\left[\begin{array}{c}c*(t_1-t_2+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_2)-\sqrt{{\left(x^{\′}-x_1\right)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{\left(x^{\′}-x_2\right)}^2+{(y^{\′}-y_2)}^2+{(z^{\′}-z_2)}^2}\\ c*(t_1-t_3+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_3)-\sqrt{{\left(x^{\′}-x_1\right)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{\left(x^{\′}-x_3\right)}^2+{(y^{\′}-y_3)}^2+{(z^{\′}-z_3)}^2}\\ c*(t_1-t_4+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_4)-\sqrt{{\left(x^{\′}-x_1\right)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{\left(x^{\′}-x_4\right)}^2+{(y^{\′}-y_4)}^2+{(z^{\′}-z_4)}^2}\\ \mathrm{...}\\ c*(t_1-t_i+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_i)-\sqrt{{\left(x^{\′}-x_1\right)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{\left(x^{\′}-x_i\right)}^2+{(y^{\′}-y_i)}^2+{(z^{\′}-z_i)}^2}\end{array}\right]$

$\mathrm{\δ}=\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}x\\ \mathrm{\Δ}y\\ \mathrm{\Δ}z\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]$

其中，x',y',z'为预先设置的所述目标移动台的初始迭代位置坐标参数，G为所述系数雅各比矩阵，δ为所述补偿值矩阵，b为所述误差，为结果误差矩阵，ε_x、ε_y、ε_z分别为在误差存在的情况下，所述移动台位置坐标与所述移动台的实际位置坐标之间误差在x、y、z三轴上的投影向量。

较佳的，所述泰勒公式为：

f(x,y,z)＝f(x',y',z')+f₁(x',y',z')Δx+f₂(x',y',z')Δy+f₃(x',y',z')Δz+o(x',y',z')

其中，f(x,y,z)为所述距离差方程，f(x',y',z')为用所述目标移动台的初始迭代位置坐标替换所述目标移动台的初始坐标后得到的所述距离差方程，f₁(x',y',z')为所述距离差方程对x的一阶偏导，f₂(x',y',z')为所述距离差方程对y的一阶偏导，f₃(x',y',z')为所述距离差方程对z的一阶偏导，o(x',y',z')为所述高阶无穷小量，Δx＝x'-x，Δy＝y'-y，Δz＝z'-z。

较佳的，确定的到达时间差定位的误差协方差矩阵，为：

$\begin{array}{c}A=Cov\left(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\right)=E\left(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\ϵ}}_x& {\mathrm{\ϵ}}_y& {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\right)=E\left(\right(G^{T}G\left)G^T{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}{\left(\left(G^{T}G\right)G^T{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}\right)}^T\right)\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^{T}E\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}}^T\right)G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^T\left[\begin{array}{ccccc}V\left({\mathrm{\ϵ}}_{12}\right)& 0& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{13}\right)& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& 0& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{14}\right)& \mathrm{...}& 0\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}\\ 0& 0& 0& \mathrm{...}& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{1i}\right)\end{array}\right]G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^T\left[\begin{array}{ccccc}{\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_2^2& 0& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_3^2& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& 0& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_4^2& \mathrm{...}& 0\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}\\ 0& 0& 0& \mathrm{...}& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_i^2\end{array}\right]G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\end{array}$

其中，为测量误差矩阵，ε_1i＝ε₁-ε_i为所述主站的到达时间误差与所述至少四个基站中的其他基站的到达时间误差之差，为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间方差与所述主站的到达时间方差之和。

较佳的，所述装置还包括：

定位精度判断模块，用于在所述矩阵向量模长判断模块判断结果为是的情况下，判断所述到达时间差定位精度是否大于第二预设门限阈值；

定位结果输出模块，用于在所述定位精度判断模块判断结果为否的情况下，将当前所述目标移动台的坐标，确定为到达时间差定位结果。

由上述的技术方案可见，本发明实施例提供一种计算到达时间差定位精度的方法及装置，应用于定位处理服务器，预先获得与目标移动台关联的至少四个基站的坐标，针对所述至少四个基站中的任意一个基站，获得预设时间段内所述基站向所述目标移动台发送信号的N个到达时间；根据所述N个到达时间中的每一个到达时间，确定所述到达时间的误差；根据所确定的N个到达时间，确定所述N个到达时间对应的一个到达时间方差；将所述至少四个基站中的任意一个基站，确定为用于计算达到时间差定位精度的主站；根据所述目标移动台的坐标、所述主站的坐标及到达时间方差、除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站的坐标及到达时间方差，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系；根据所述关系，确定到达时间差定位的补偿值矩阵；判断所述补偿值矩阵的向量模长是否不大于第一预设门限阈值；如果是，根据所述补偿值矩阵，确定到达时间差定位的误差协方差矩阵；将所述误差协方差矩阵的迹，确定为到达时间差定位精度。

可见，本发明实施例在不需要预先设定移动台具体位置坐标数值的情况下，能够对目标移动台进行采样，并且在移动台处于未知坐标的情况下，可以根据基站与移动台之间的关系确定TDOA定位的精度。

当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种计算到达时间差定位精度方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种计算到达时间差定位精度方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种计算到达时间差定位精度方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种计算到达时间差定位精度装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种计算到达时间差定位精度装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种计算到达时间差定位精度装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种计算到达时间差定位精度的方法及装置。下面首先对本发明实施例所提供的一种计算到达时间差定位精度的方法进行介绍。

需要说明的是，本发明实施例优选适用于定位处理服务器，预先获得与目标移动台关联的至少四个基站的坐标。

例如，预先设置4个与目标移动台关联的基站坐标，其坐标值分别为(x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、(x₃,y₃,z₃)、(x₄,y₄,z₄)。

图1为本发明实施例提供的一种计算到达时间差定位精度方法的流程示意图，包括如下步骤：

S101：针对所述至少四个基站中的任意一个基站，获得预设时间段内所述基站向所述目标移动台发送信号的N个到达时间；

其中，上述预设时间段可以理解为信号由一个基站发出至移动台接收完所有信号的这段时间，例如，从信号由一个基站发出至移动台接收完所有信号需要的时间为1分钟。

具体的，获得预设时间段内所述基站向所述目标移动台发送信号的N个到达时间，可以为：N个信号分别从一个基站多次发出，由位于目标移动台内部的传感器接收，传感器所连接的定位处理服务器计算并统计信号接收时间与发射时间的差值，便为信号的到达时间，例如，信号从1个基站中发出，1个基站发射信号6次，在1分钟的预设时间段内位于目标移动台内部的传感器正好接收完1个基站发出的全部6个信号，定位处理服务器根据移动台内部的传感器的电学特性计算并统计全部6个信号的接收时间与发射时间差，便为此基站发射信号的6个到达时间。

S102：根据所述N个到达时间中的每一个到达时间，确定所述到达时间的误差；

具体的，根据所述N个到达时间中的每一个到达时间，确定所述到达时间的误差，可以为：定位处理服务器对采集到的N个信号的到达时间进行统计，求得N个信号的到达时间平均值，用平均值作为约定真值减去N个信号到达时间的数值得到N个差值，将N个差值的平方和除以N之后再开根号得到的数值即为到达时间的误差，例如，1个基站的6个到达时间分别为9s、11s、10s、10s、9s、11s，则到达时间的平均值为10s，6个差值分别为1s、-1s、0s、0s、1s、-1s，到达时间的误差为约等于±0.81s。

S103：根据所确定的N个到达时间，确定所述N个到达时间对应的一个到达时间方差；

其中，N个到达时间对应的一个到达时间方差可由方差计算公式得到，例如，1个基站的6个到达时间分别为9s、11s、10s、10s、9s、11s，到达时间的平均值为10s，则到达时间的方差为

$\frac{{(9-10)}^2+{(11-10)}^2+{(10-10)}^2+{(10-10)}^2+{(9-10)}^2+{(11-10)}^2}{6}{s}^2.$

S104：将所述至少四个基站中的任意一个基站，确定为用于计算达到时间差定位精度的主站；

例如，将坐标值为(x₁,y₁,z₁)的基站确定为用于计算达到时间差定位精度的主站。

S105：根据所述目标移动台的坐标、所述主站的坐标及到达时间方差、除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站的坐标及到达时间方差，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系；

其中，除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系，为：除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站到所述目标移动台的距离差方程，例如：主站的坐标为(x₁,y₁,z₁)，其他基站坐标分别为(x₂,y₂,z₂)、(x₃,y₃,z₃)、(x₄,y₄,z₄)，主站在此次定位时的信号到达时间为t₁，其他基站在此次定位时的信号到达时间分别为t₂、t₃和t₄，主站的到达时间误差为ε₁，他基站的到达时间误差分别为ε₂ε₃和ε₄，当信号传播速度为光速c时，得到主站与目标移动台之间的距离为R₁＝c*(t₁+ε₁)，其他基站与目标移动台之间的距离分别为R₂＝c*(t₂+ε₂)、R₃＝c*(t₃+ε₃)、R₄＝c*(t₄+ε₄)，那么其他基站与主站到目标移动台的距离差方程分别为

$\sqrt{{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2+{(z-z_1)}^2}-\sqrt{{(x-x_2)}^2+{(y-y_2)}^2+{(z-z_2)}^2}=R_1-R_2=c*(t_1-t_2+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_2)$ $,\sqrt{{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2+{(z-z_1)}^2}-\sqrt{{(x-x_3)}^2+{(y-y_3)}^2+{(z-z_3)}^2}=R_1-R_3=c*(t_1-t_3+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_3),$ $\sqrt{{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2+{(z-z_1)}^2}-\sqrt{{(x-x_4)}^2+{(y-y_4)}^2+{(z-z_4)}^2}=R_1-R_4=c*(t_1-t_4+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_4).$

S106：根据所述关系，确定到达时间差定位的补偿值矩阵；

具体的，确定到达时间差定位的补偿值矩阵，为：按照泰勒公式展开除主站之外的其他基站与主站到目标移动台的距离差方程，略去高阶无穷小量后得到Gδ＝b，其中δ为所要求得的定位补偿值矩阵。

例如：预先设置的目标移动台的初始迭代位置坐标参数x',y',z'，计算得 按照泰勒公式f(x,y,z)＝f(x',y',z')+f₁(x',y',z')Δx+f₂(x',y',z')Δy+f₃(x',y',z')Δz+o(x',y',z')展开除主站之外的其他基站与主站到目标移动台的距离差方程，泰勒公式中，f(x,y,z)为距离差方程，f(x',y',z')为用目标移动台的初始迭代位置坐标替换目标移动台的初始坐标后得到的距离差方程，f₁(x',y',z')为距离差方程对x的一阶偏导，f₂(x',y',z')为距离差方程对y的一阶偏导，f₃(x',y',z')为距离差方程对z的一阶偏导，o(x',y',z')为泰勒展开的高阶无穷小量，Δx＝x'-x，Δy＝y'-y，Δz＝z'-z，略去高阶无穷小量后得到Gδ＝b，以上述4个基站中的3个基站为例，式中，

$G=\left[\begin{array}{ccc}\frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_2-x^{\′}}{{R_2}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_2-y^{\′}}{{R_2}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_2-z^{\′}}{{R_2}^{\′}}\\ \frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_3-x^{\′}}{{R_3}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_3-y^{\′}}{{R_3}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_3-z^{\′}}{{R_3}^{\′}}\end{array}\right]$

$b=\left[\begin{array}{c}c*(t_1-t_2+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_2)-\sqrt{{(x^{\′}-x_1)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{(x^{\′}-x_2)}^2+{(y^{\′}-y_2)}^2+{(z^{\′}-z_2)}^2}\\ c*(t_1-t_3+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_3)-\sqrt{{(x^{\′}-x_1)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{(x^{\′}-x_3)}^2+{(y^{\′}-y_3)}^2+{(z^{\′}-z_3)}^2}\end{array}\right]$

$\mathrm{\δ}=\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}x\\ \mathrm{\Δ}y\\ \mathrm{\Δ}z\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]$

G为系数雅各比矩阵，δ为补偿值矩阵，b为误差矩阵，为结果误差矩阵，ε_x、ε_y、ε_z分别为在误差存在的情况下，移动台位置坐标与移动台的实际位置坐标之间误差在x、y、z三轴上的投影向量。

S107：判断所述补偿值矩阵的向量模长是否不大于第一预设门限阈值，如果是，执行S108；

其中，补偿值矩阵的向量模长具体为(Δx+ε_x,Δy+ε_y,Δz+ε_z)的长度例如，第一预设门限阈值为p，判断是否成立。

S108：根据所述补偿值矩阵，确定到达时间差定位的误差协方差矩阵；

具体的，到达时间差定位的误差协方差矩阵可以为：

$\begin{array}{c}A=Cov\left(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\right)=E\left(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\ϵ}}_x& {\mathrm{\ϵ}}_y& {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\right)=E\left(\right(G^{T}G\left)G^T{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}{\left(\left(G^{T}G\right)G^T{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}\right)}^T\right)\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^{T}E\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}}^T\right)G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^T\left[\begin{array}{ccccc}V\left({\mathrm{\ϵ}}_{12}\right)& 0& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{13}\right)& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& 0& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{14}\right)& \mathrm{...}& 0\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}\\ 0& 0& 0& \mathrm{...}& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{1i}\right)\end{array}\right]G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^T\left[\begin{array}{ccccc}{\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_2^2& 0& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_3^2& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& 0& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_4^2& \mathrm{...}& 0\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}\\ 0& 0& 0& \mathrm{...}& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_i^2\end{array}\right]G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\end{array}$

其中，为测量误差矩阵，ε_1i＝ε₁-ε_i为所述主站的到达时间误差与所述至少四个基站中的其他基站的到达时间误差之差，为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间方差与所述主站的到达时间方差之和。

例如，基站(x₂,y₂,z₂)与主站(x₁,y₁,z₁)的到达时间误差之差为ε₁₂＝ε₁-ε₂，基站(x₃,y₃,z₃)与主站(x₁,y₁,z₁)的到达时间误差之差为ε₁₃＝ε₁-ε₃，基站(x₂,y₂,z₂)的到达时间方差与主站(x₁,y₁,z₁)的到达时间方差之和为基站(x₃,y₃,z₃)的到达时间方差与主站(x₁,y₁,z₁)的到达时间方差之和为得到到达时间差定位的误差协方差矩阵：

$\begin{array}{c}A=Cov\left(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\right)=E\left(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\ϵ}}_x& {\mathrm{\ϵ}}_y& {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\right)=E\left(\right(G^{T}G\left)G^T{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}{\left(\left(G^{T}G\right)G^T{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}\right)}^T\right)\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^{T}E\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}}^T\right)G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^T\left[\begin{array}{cc}V\left({\mathrm{\ϵ}}_{12}\right)& 0\\ 0& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{13}\right)\end{array}\right]G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^T\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_2^2& 0\\ 0& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_3^2\end{array}\right]G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\end{array}.$

S109：将所述误差协方差矩阵的迹，确定为到达时间差定位精度。

其中，误差协方差矩阵的迹具体为：误差协方差矩阵对角线上的元素之和，例如，计算得到误差协方差矩阵为则误差协方差矩阵的迹为4，即到达时间差定位精度为4。

可见，本发明实施例在不需要预先设定移动台具体位置坐标数值的情况下，能够对目标移动台进行采样，并且在移动台处于未知坐标的情况下，可以根据基站与移动台之间的关系确定TDOA定位的精度。

图2为本发明实施例提供的另一种计算到达时间差定位精度方法的流程示意图，包括如下步骤：

S101：针对所述至少四个基站中的任意一个基站，获得预设时间段内所述基站向所述目标移动台发送信号的N个到达时间；

S102：根据所述N个到达时间中的每一个到达时间，确定所述到达时间的误差；

S103：根据所确定的N个到达时间，确定所述N个到达时间对应的一个到达时间方差；

S104：将所述至少四个基站中的任意一个基站，确定为用于计算达到时间差定位精度的主站；

S105：根据所述目标移动台的坐标、所述主站的坐标及到达时间方差、除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站的坐标及到达时间方差，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系；

S106：根据所述关系，确定到达时间差定位的补偿值矩阵；

S107：判断所述补偿值矩阵的向量模长是否不大于第一预设门限阈值，如果是，执行S108；如果否，执行S110；

S108：根据所述补偿值矩阵，确定到达时间差定位的误差协方差矩阵；

S109：将所述误差协方差矩阵的迹，确定为到达时间差定位精度；

S110：将当前所述目标移动台的坐标与所述补偿值矩阵中对应的行向量值相加，得到新的所述目标移动台的坐标，并返回S105。

其中，本发明图2所示实施例在图1所示实施例的基础上，增加S110。

本发明图2所示实施例的S101至S109与图1所示实施例的S101至S109可以完全相同，这里不再重复详述。

进而，得到新的目标移动台的坐标为：

(x”,y”,z”)＝(x'+Δx+ε_x,y'+Δy+ε_y,z'+Δz+ε_z)

可见，本发明实施例在不需要预先设定移动台具体位置坐标数值的情况下，能够对目标移动台进行采样，在移动台处于未知坐标的情况下，通过对移动台未知坐标值进行迭代，可以更加精准地根据基站与移动台之间的关系确定TDOA定位的精度。

图3为本发明实施例提供的另一种计算到达时间差定位精度方法的流程示意图，包括如下步骤：

S101：针对所述至少四个基站中的任意一个基站，获得预设时间段内所述基站向所述目标移动台发送信号的N个到达时间；

S102：根据所述N个到达时间中的每一个到达时间，确定所述到达时间的误差；

S103：根据所确定的N个到达时间，确定所述N个到达时间对应的一个到达时间方差；

S104：将所述至少四个基站中的任意一个基站，确定为用于计算达到时间差定位精度的主站；

S105：根据所述目标移动台的坐标、所述主站的坐标及到达时间方差、除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站的坐标及到达时间方差，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系；

S106：根据所述关系，确定到达时间差定位的补偿值矩阵；

S107：判断所述补偿值矩阵的向量模长是否不大于第一预设门限阈值，如果是，执行S111；如果否，执行S110；

S111：判断所述到达时间差定位精度是否大于第二预设门限阈值，如果是，执行S108；如果否，执行S112；

S108：根据所述补偿值矩阵，确定到达时间差定位的误差协方差矩阵；

S109：将所述误差协方差矩阵的迹，确定为到达时间差定位精度；

S110：将当前所述目标移动台的坐标与所述补偿值矩阵中对应的行向量值相加，得到新的所述目标移动台的坐标，并返回S105；

S112：将当前所述目标移动台的坐标，确定为到达时间差定位结果。

其中，本发明图3所示实施例在图2所示实施例的基础上，增加S111和S112。

本发明图3所示实施例的S101至S110与图2所示实施例的S101至S110可以完全相同，这里不再重复详述。

当到达时间差定位精度不大于第二预设门限阈值时，表示此时定位精度较高，因此，可以将当前目标移动台的坐标，确定为根据到达时间差对目标移动台进行定位的定位结果。

可见，本发明实施例在不需要预先设定移动台具体位置坐标数值的情况下，能够对目标移动台进行采样，在移动台处于未知坐标的情况下，通过对移动台未知坐标值进行迭代，可以更加精准地根据基站与移动台之间的关系确定TDOA定位的精度，并且可以确定TDOA定位的结果。

图4为本发明实施例提供的一种计算到达时间差定位精度装置的结构示意图，与图1所示的方法相对应，可以包括：基站坐标获取模块401、到达时间获取模块402、到达时间误差获取模块403、到达时间方差统计模块404、定位主站选择模块405、基站关系表达模块406、补偿值矩阵获取模块407、矩阵向量模长判断模块408、定位误差协方差矩阵计算模块409、定位精度计算模块410。

其中，基站坐标获取模块401，用于预先获得与目标移动台关联的至少四个基站的坐标；

到达时间获取模块402，用于针对所述至少四个基站中的任意一个基站，获得预设时间段内所述基站向所述目标移动台发送信号的N个到达时间；

到达时间误差获取模块403，用于根据所述N个到达时间中的每一个到达时间，确定所述到达时间的误差；

到达时间方差统计模块404，用于根据所确定的N个到达时间，确定所述N个到达时间对应的一个到达时间方差；

定位主站选择模块405，用于将所述至少四个基站中的任意一个基站，确定为用于计算达到时间差定位精度的主站；

基站关系表达模块406，用于根据所述目标移动台的坐标、所述主站的坐标及到达时间方差、除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站的坐标及到达时间方差，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系；

具体的，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系，可以为：

除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站到所述目标移动台的距离差方程

$\sqrt{{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2+{(z-z_1)}^2}-\sqrt{{(x-x_i)}^2+{(y-y_i)}^2+{(z-z_i)}^2}=R_1-R_i=c*(t_1-t_i+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_i)$

其中，i的范围为[2，N]，(x_i,y_i,z_i)为存在于服务器数据库中的所述至少四个基站中的其他基站的坐标，(x₁,y₁,z₁)为存在于服务器数据库中的所述主站的坐标，(x,y,z)为预先设置的所述目标移动台的初始坐标，t_i为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间，t₁为所述主站的到达时间，ε_i为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间误差，ε₁为所述主站的到达时间误差，得到所述至少四个基站中的其他基站与所述目标移动台之间的距离为R_i＝c*(t_i+ε_i)，所述主站与所述目标移动台之间的距离为R₁＝c*(t₁+ε₁)，c为信号传播速度即光速。

补偿值矩阵获取模块407，用于根据所述关系，确定到达时间差定位的补偿值矩阵；

具体的，补偿值矩阵获取模块，可以为：

按照泰勒公式展开所述距离差方程，略去高阶无穷小量后得到Gδ＝b，式中，

$G=\left[\begin{array}{ccc}\frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_2-x^{\′}}{{R_2}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_2-y^{\′}}{{R_2}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_2-z^{\′}}{{R_2}^{\′}}\\ \frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_3-x^{\′}}{{R_3}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_3-y^{\′}}{{R_3}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_3-z^{\′}}{{R_3}^{\′}}\\ \frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_4-x^{\′}}{{R_4}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_4-y^{\′}}{{R_4}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_4-z^{\′}}{{R_4}^{\′}}\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}\\ \frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_i-x^{\′}}{{R_i}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_i-y^{\′}}{{R_i}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_i-z^{\′}}{{R_i}^{\′}}\end{array}\right]$

$b=\left[\begin{array}{c}c*(t_1-t_2+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_2)-\sqrt{{\left(x^{\′}-x_1\right)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{\left(x^{\′}-x_2\right)}^2+{(y^{\′}-y_2)}^2+{(z^{\′}-z_2)}^2}\\ c*(t_1-t_3+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_3)-\sqrt{{\left(x^{\′}-x_1\right)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{\left(x^{\′}-x_3\right)}^2+{(y^{\′}-y_3)}^2+{(z^{\′}-z_3)}^2}\\ c*(t_1-t_4+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_4)-\sqrt{{\left(x^{\′}-x_1\right)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{\left(x^{\′}-x_4\right)}^2+{(y^{\′}-y_4)}^2+{(z^{\′}-z_4)}^2}\\ \mathrm{...}\\ c*(t_1-t_i+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_i)-\sqrt{{\left(x^{\′}-x_1\right)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{\left(x^{\′}-x_i\right)}^2+{(y^{\′}-y_i)}^2+{(z^{\′}-z_i)}^2}\end{array}\right]$

$\mathrm{\δ}=\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}x\\ \mathrm{\Δ}y\\ \mathrm{\Δ}z\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]$

其中，x',y',z'为预先设置的所述目标移动台的初始迭代位置坐标参数，G为所述系数雅各比矩阵，δ为所述补偿值矩阵，b为所述误差，为结果误差矩阵，ε_x、ε_y、ε_z分别为在误差存在的情况下，所述移动台位置坐标与所述移动台的实际位置坐标之间误差在x、y、z三轴上的投影向量。

其中，泰勒公式为：

f(x,y,z)＝f(x',y',z')+f₁(x',y',z')Δx+f₂(x',y',z')Δy+f₃(x',y',z')Δz+o(x',y',z')

其中，f(x,y,z)为所述距离差方程，f(x',y',z')为用所述目标移动台的初始迭代位置坐标替换所述目标移动台的初始坐标后得到的所述距离差方程，f₁(x',y',z')为所述距离差方程对x的一阶偏导，f₂(x',y',z')为所述距离差方程对y的一阶偏导，f₃(x',y',z')为所述距离差方程对z的一阶偏导，o(x',y',z')为所述高阶无穷小量，Δx＝x'-x，Δy＝y'-y，Δz＝z'-z。

矩阵向量模长判断模块408，用于判断所述补偿值矩阵的向量模长是否不大于第一预设门限阈值；

定位误差协方差矩阵计算模块409，用于在矩阵向量模长判断模块408判断结果为是的情况下，根据所述补偿值矩阵，确定到达时间差定位的误差协方差矩阵；

具体的，确定的到达时间差定位的误差协方差矩阵，可以为：

$\begin{array}{c}A=Cov\left(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\right)=E\left(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\ϵ}}_x& {\mathrm{\ϵ}}_y& {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\right)=E\left(\right(G^{T}G\left)G^T{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}{\left(\left(G^{T}G\right)G^T{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}\right)}^T\right)\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^{T}E\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}}^T\right)G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^T\left[\begin{array}{ccccc}V\left({\mathrm{\ϵ}}_{12}\right)& 0& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{13}\right)& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& 0& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{14}\right)& \mathrm{...}& 0\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}\\ 0& 0& 0& \mathrm{...}& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{1i}\right)\end{array}\right]G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^T\left[\begin{array}{ccccc}{\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_2^2& 0& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_3^2& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& 0& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_4^2& \mathrm{...}& 0\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}\\ 0& 0& 0& \mathrm{...}& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_i^2\end{array}\right]G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\end{array}$

其中，为测量误差矩阵，ε_1i＝ε₁-ε_i为所述主站的到达时间误差与所述至少四个基站中的其他基站的到达时间误差之差，为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间方差与所述主站的到达时间方差之和。

定位精度计算模块410，用于将所述误差协方差矩阵的迹，确定为到达时间差定位精度。

可见，本发明实施例在不需要预先设定移动台具体位置坐标数值的情况下，能够对目标移动台进行采样，并且在移动台处于未知坐标的情况下，可以根据基站与移动台之间的关系确定TDOA定位的精度。

图5为本发明实施例提供的一种计算到达时间差定位精度装置的结构示意图，与图2所示的方法相对应，可以包括基站坐标获取模块401、到达时间获取模块402、到达时间误差获取模块403、到达时间方差统计模块404、定位主站选择模块405、基站关系表达模块406、补偿值矩阵获取模块407、矩阵向量模长判断模块408、定位误差协方差矩阵计算模块409、定位精度计算模块410、目标移动台坐标更新模块411。

其中，基站坐标获取模块401，用于预先获得与目标移动台关联的至少四个基站的坐标；

到达时间获取模块402，用于针对所述至少四个基站中的任意一个基站，获得预设时间段内所述基站向所述目标移动台发送信号的N个到达时间；

到达时间误差获取模块403，用于根据所述N个到达时间中的每一个到达时间，确定所述到达时间的误差；

到达时间方差统计模块404，用于根据所确定的N个到达时间，确定所述N个到达时间对应的一个到达时间方差；

定位主站选择模块405，用于将所述至少四个基站中的任意一个基站，确定为用于计算达到时间差定位精度的主站；

基站关系表达模块406，用于根据所述目标移动台的坐标、所述主站的坐标及到达时间方差、除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站的坐标及到达时间方差，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系；

补偿值矩阵获取模块407，用于根据所述关系，确定到达时间差定位的补偿值矩阵；

矩阵向量模长判断模块408，用于判断所述补偿值矩阵的向量模长是否不大于第一预设门限阈值；

定位误差协方差矩阵计算模块409，用于在矩阵向量模长判断模块408判断结果为是的情况下，根据所述补偿值矩阵，确定到达时间差定位的误差协方差矩阵；

定位精度计算模块410，用于将所述误差协方差矩阵的迹，确定为到达时间差定位精度；

目标移动台坐标更新模块411，用于当矩阵向量模长判断模块408判断结果为否的情况下，将当前所述目标移动台的坐标与所述补偿值矩阵中对应的行向量值相加，得到新的所述目标移动台的坐标，触发基站关系表达模块406。

可见，本发明实施例在不需要预先设定移动台具体位置坐标数值的情况下，能够对目标移动台进行采样，在移动台处于未知坐标的情况下，通过对移动台未知坐标值进行迭代，可以更加精准地根据基站与移动台之间的关系确定TDOA定位的精度。

图6为本发明实施例提供的一种计算到达时间差定位精度装置的结构示意图，与图3所示的方法相对应，可以包括基站坐标获取模块401、到达时间获取模块402、到达时间误差获取模块403、到达时间方差统计模块404、定位主站选择模块405、基站关系表达模块406、补偿值矩阵获取模块407、矩阵向量模长判断模块408、定位误差协方差矩阵计算模块409、定位精度计算模块410、目标移动台坐标更新模块411、定位精度判断模块412、定位结果输出模块413。

其中，基站坐标获取模块401，用于预先获得与目标移动台关联的至少四个基站的坐标；

到达时间获取模块402，用于针对所述至少四个基站中的任意一个基站，获得预设时间段内所述基站向所述目标移动台发送信号的N个到达时间；

到达时间误差获取模块403，用于根据所述N个到达时间中的每一个到达时间，确定所述到达时间的误差；

到达时间方差统计模块404，用于根据所确定的N个到达时间，确定所述N个到达时间对应的一个到达时间方差；

定位主站选择模块405，用于将所述至少四个基站中的任意一个基站，确定为用于计算达到时间差定位精度的主站；

基站关系表达模块406，用于根据所述目标移动台的坐标、所述主站的坐标及到达时间方差、除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站的坐标及到达时间方差，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系；

补偿值矩阵获取模块407，用于根据所述关系，确定到达时间差定位的补偿值矩阵；

矩阵向量模长判断模块408，用于判断所述补偿值矩阵的向量模长是否不大于第一预设门限阈值；

定位误差协方差矩阵计算模块409，用于在矩阵向量模长判断模块408判断结果为是的情况下，根据所述补偿值矩阵，确定到达时间差定位的误差协方差矩阵；

定位精度计算模块410，用于将所述误差协方差矩阵的迹，确定为到达时间差定位精度；

目标移动台坐标更新模块411，用于在矩阵向量模长判断模块408判断结果为否的情况下，将当前所述目标移动台的坐标与所述补偿值矩阵中对应的行向量值相加，得到新的所述目标移动台的坐标，触发基站关系表达模块406；

定位精度判断模块412，用于在矩阵向量模长判断模块408判断结果为是的情况下，判断所述到达时间差定位精度是否大于第二预设门限阈值；

定位结果输出模块413，用于在定位精度判断模块412判断结果为否的情况下，将当前所述目标移动台的坐标，确定为到达时间差定位结果。

可见，本发明实施例在不需要预先设定移动台具体位置坐标数值的情况下，能够对目标移动台进行采样，在移动台处于未知坐标的情况下，通过对移动台未知坐标值进行迭代，可以更加精准地根据基站与移动台之间的关系确定TDOA定位的精度，并且可以确定TDOA定位的结果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种计算到达时间差定位精度的方法，其特征在于，应用于定位处理服务器，预先获得与目标移动台关联的至少四个基站的坐标，所述方法包括：

针对所述至少四个基站中的任意一个基站，获得预设时间段内所述基站向所述目标移动台发送信号的N个到达时间；

根据所述N个到达时间中的每一个到达时间，确定所述到达时间的误差；

根据所确定的N个到达时间，确定所述N个到达时间对应的一个到达时间方差；

将所述至少四个基站中的任意一个基站，确定为用于计算达到时间差定位精度的主站；

根据所述目标移动台的坐标、所述主站的坐标及到达时间方差、除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站的坐标及到达时间方差，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系；

根据所述关系，确定到达时间差定位的补偿值矩阵；

判断所述补偿值矩阵的向量模长是否不大于第一预设门限阈值；

如果是，根据所述补偿值矩阵，确定到达时间差定位的误差协方差矩阵；

将所述误差协方差矩阵的迹，确定为到达时间差定位精度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述补偿值矩阵的向量模长大于所述第一预设门限阈值的情况下，所述方法还包括：

将当前所述目标移动台的坐标与所述补偿值矩阵中对应的行向量值相加，得到新的所述目标移动台的坐标，继续执行所述确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系，为：

除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站到所述目标移动台的距离差方程

$\sqrt{{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2+{(z-z_1)}^2}-\sqrt{{(x-x_i)}^2+{(y-y_i)}^2+{(z-z_i)}^2}=R_1-R_i=c*(t_1-t_i+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_i)$

其中，i的范围为[2，N]，(x_i,y_i,z_i)为存在于服务器数据库中的所述至少四个基站中的其他基站的坐标，(x₁,y₁,z₁)为存在于服务器数据库中的所述主站的坐标，(x,y,z)为预先设置的所述目标移动台的初始坐标，t_i为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间，t₁为所述主站的到达时间，ε_i为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间误差，ε₁为所述主站的到达时间误差，得到所述至少四个基站中的其他基站与所述目标移动台之间的距离为R_i＝c*(t_i+ε_i)，所述主站与所述目标移动台之间的距离为R₁＝c*(t₁+ε₁)，c为信号传播速度即光速。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述关系，确定到达时间差定位的补偿值矩阵，为：

按照泰勒公式展开所述距离差方程，略去高阶无穷小量后得到Gδ＝b，式中，

$G=\left[\begin{array}{ccc}\frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_2-x^{\′}}{{R_2}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_2-y^{\′}}{{R_2}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_2-z^{\′}}{{R_2}^{\′}}\\ \frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_3-x^{\′}}{{R_3}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_3-y^{\′}}{{R_3}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_3-z^{\′}}{{R_3}^{\′}}\\ \frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_4-x^{\′}}{{R_4}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_4-y^{\′}}{{R_4}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_4-z^{\′}}{{R_4}^{\′}}\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}\\ \frac{x_1-x^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{x_i-x^{\′}}{{R_i}^{\′}}& \frac{y_1-y^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{y_i-y^{\′}}{{R_i}^{\′}}& \frac{z_1-z^{\′}}{{R_1}^{\′}}-\frac{z_i-z^{\′}}{{R_i}^{\′}}\end{array}\right]$

$b=\left[\begin{array}{c}c*(t_1-t_2+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_2)-\sqrt{{(x^{\′}-x_1)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{(x^{\′}-x_2)}^2+{(y^{\′}-y_2)}^2+{(z^{\′}-z_2)}^2}\\ c*(t_1-t_3+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_3)-\sqrt{{(x^{\′}-x_1)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{(x^{\′}-x_3)}^2+{(y^{\′}-y_3)}^2+{(z^{\′}-z_3)}^2}\\ c*(t_1-t_4+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_4)-\sqrt{{(x^{\′}-x_1)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{(x^{\′}-x_4)}^2+{(y^{\′}-y_4)}^2+{(z^{\′}-z_4)}^2}\\ \mathrm{...}\\ c*(t_1-t_i+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_i)-\sqrt{{(x^{\′}-x_1)}^2+{(y^{\′}-y_1)}^2+{(z^{\′}-z_1)}^2}+\sqrt{{(x^{\′}-x_i)}^2+{(y^{\′}-y_i)}^2+{(z^{\′}-z_i)}^2}\end{array}\right]$

$\mathrm{\δ}=\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}x\\ \mathrm{\Δ}y\\ \mathrm{\Δ}z\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]$

其中，x',y',z'为预先设置的所述目标移动台的初始迭代位置坐标参数，G为所述系数雅各比矩阵，δ为所述补偿值矩阵，b为所述误差，为结果误差矩阵，ε_x、ε_y、ε_z分别为在误差存在的情况下，所述移动台位置坐标与所述移动台的实际位置坐标之间误差在x、y、z三轴上的投影向量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述泰勒公式为：

f(x,y,z)＝f(x',y',z')+f₁(x',y',z')Δx+f₂(x',y',z')Δy+f₃(x',y',z')Δz+o(x',y',z')

其中，f(x,y,z)为所述距离差方程，f(x',y',z')为用所述目标移动台的初始迭代位置坐标替换所述目标移动台的初始坐标后得到的所述距离差方程，f₁(x',y',z')为所述距离差方程对x的一阶偏导，f₂(x',y',z')为所述距离差方程对y的一阶偏导，f₃(x',y',z')为所述距离差方程对z的一阶偏导，o(x',y',z')为所述高阶无穷小量，Δx＝x'-x，Δy＝y'-y，Δz＝z'-z。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定的到达时间差定位的误差协方差矩阵，为：

$\begin{array}{c}A=Cov\left(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\right)=E\left(\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_x\\ {\mathrm{\ϵ}}_y\\ {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\ϵ}}_x& {\mathrm{\ϵ}}_y& {\mathrm{\ϵ}}_z\end{array}\right]\right)=E\left(\right(G^{T}G\left)G^T{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}{\left(\left(G^{T}G\right)G^T{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}\right)}^T\right)\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^{T}E\left({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\ρ}}}^T\right)G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^T\left[\begin{array}{ccccc}V\left({\mathrm{\ϵ}}_{12}\right)& 0& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{13}\right)& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& 0& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{14}\right)& \mathrm{...}& 0\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}\\ 0& 0& 0& \mathrm{...}& V\left({\mathrm{\ϵ}}_{1i}\right)\end{array}\right]G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\\ ={\left(G^{T}G\right)}^{-1}{G}^T\left[\begin{array}{ccccc}{\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_2^2& 0& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_3^2& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& 0& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_4^2& \mathrm{...}& 0\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}\\ 0& 0& 0& \mathrm{...}& {\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_i^2\end{array}\right]G{\left(G^{T}G\right)}^{-1}\end{array}$

其中，为测量误差矩阵，ε_1i＝ε₁-ε_i为所述主站的到达时间误差与所述至少四个基站中的其他基站的到达时间误差之差，V(ε_1i)＝σ₁ ²+σ_i ²为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间方差与所述主站的到达时间方差之和。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述补偿值矩阵的向量模长不大于第一预设门限阈值的情况下，所述方法还包括：

判断所述到达时间差定位精度是否大于第二预设门限阈值；

如果否，将当前所述目标移动台的坐标，确定为到达时间差定位结果。

8.一种计算到达时间差定位精度的装置，其特征在于，应用于定位处理服务器，所述装置包括：

基站坐标获取模块，用于预先获得与目标移动台关联的至少四个基站的坐标；

到达时间获取模块，用于针对所述至少四个基站中的任意一个基站，获得预设时间段内所述基站向所述目标移动台发送信号的N个到达时间；

到达时间误差获取模块，用于根据所述N个到达时间中的每一个到达时间，确定所述到达时间的误差；

到达时间方差统计模块，用于根据所确定的N个到达时间，确定所述N个到达时间对应的一个到达时间方差；

定位主站选择模块，用于将所述至少四个基站中的任意一个基站，确定为用于计算达到时间差定位精度的主站；

基站关系表达模块，用于根据所述目标移动台的坐标、所述主站的坐标及到达时间方差、除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站的坐标及到达时间方差，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系；

补偿值矩阵获取模块，用于根据所述关系，确定到达时间差定位的补偿值矩阵；

矩阵向量模长判断模块，用于判断所述补偿值矩阵的向量模长是否不大于第一预设门限阈值；

定位误差协方差矩阵计算模块，用于在所述矩阵向量模长判断模块判断结果为是的情况下，根据所述补偿值矩阵，确定到达时间差定位的误差协方差矩阵；

定位精度计算模块，用于将所述误差协方差矩阵的迹，确定为到达时间差定位精度。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

目标移动台坐标更新模块，用于在所述矩阵向量模长判断模块判断结果为否的情况下，将当前所述目标移动台的坐标与所述补偿值矩阵中对应的行向量值相加，得到新的所述目标移动台的坐标，执行基站关系表达模块。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，确定除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站的关系，为：

除所述主站之外的所述至少四个基站中的其他基站与所述主站到所述目标移动台的距离差方程

$\sqrt{{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2+{(z-z_1)}^2}-\sqrt{{(x-x_i)}^2+{(y-y_i)}^2+{(z-z_i)}^2}=R_1-R_i=c*(t_1-t_i+{\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_i)$

其中，i的范围为[2，N]，(x_i,y_i,z_i)为存在于服务器数据库中的所述至少四个基站中的其他基站的坐标，(x₁,y₁,z₁)为存在于服务器数据库中的所述主站的坐标，(x,y,z)为预先设置的所述目标移动台的初始坐标，t_i为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间，t₁为所述主站的到达时间，ε_i为所述至少四个基站中的其他基站的到达时间误差，ε₁为所述主站的到达时间误差，得到所述至少四个基站中的其他基站与所述目标移动台之间的距离为R_i＝c*(t_i+ε_i)，所述主站与所述目标移动台之间的距离为R₁＝c*(t₁+ε₁)，c为信号传播速度即光速。