CN105792129B - 一种非视距环境下的定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种非视距环境下的定位方法及装置，应用于服务器，所述方法包括：在至少三个基站同时发送的关于同一业务数据的信号到达终端时，获得每两个基站到所述终端的原始TDOA值；获得每个基站到达终端的所有信号的强度值，并计算每个基站到达终端的非视距传播信号产生的平均时延；获得所述至少三个基站中的每两个基站到终端的目标TDOA值；根据获得的目标TDOA值，确定所述至少三个基站所对应的三个目标特征点，从而获得所述至少三个基站中的每两个基站与终端定位点处的近似视距差值；解算出所述终端的定位点处的位置坐标。应用本发明实例，解决了非视距环境下由于非视距误差的存在导致定位精度不高的问题，提高了非视距环境下的定位精度。

Description

一种非视距环境下的定位方法及装置

技术领域

本发明涉及无线定位技术领域，特别涉及一种非视距环境下的定位方法及装置。

背景技术

无线定位在军事和民用技术中已获得了广泛应用，随着CDMA等蜂窝网络的迅猛发展，蜂窝移动通信系统呈现处迅猛发展的势头，网络中各种基于终端位置的服务，如公共安全服务、紧急报警服务、基于终端位置的计费、车辆和交通管理、导航、网络规划与设计、网络QoS和无线资源管理的改进等，无不与准确定位终端的位置有关。

其中，TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)定位方法是一种蜂窝网络中的终端定位方法，这种方法对网络的要求相对较低，并且定位精度较高，目前已经成为研究的热点，所谓TDOA为：在单一接收器，多个事件同步发射器和多种同步信号发射器的工作模式下，信号接收端对连续抵达的多个信号所记录下的时间差。而TDOA定位方法就是利用多个基站信号到达终端的时间差来确定终端位置，具体的：根据信号到达时间差，可以得到终端到两个基站之间的距离差，终端就位于以两个基站为焦点的双曲线上，至少需要三个基站才能确定终端的位置，通过建立两个双曲线方程求得交点即为终端的位置。利用到达时间差进行定位，可以不要求终端与基站之间绝对的时间同步，降低了对时间同步的要求。

然而在蜂窝网络中由于非理想的信道环境，使得终端和基站之间非视距传播普遍存在，如在环境地形较为复杂的区域，终端和基站之间可能有遮挡的存在，使得检测到的各种信号特征测量值出现误差，从而影响定位精度，因此抑制和消除非视距误差的影响是目前无线定位技术研究的重点和热点问题。

在现有的TDOA定位方法中，在进行特征点匹配补偿时，是直接将实际测量得到的TDOA值与特征点库中的视距环境下的特征点的TDOA值进行匹配，对匹配后得到的三个特征点赋以不同的权值，对定位点的TDOA值进行补偿，得到近似视距环境下的TDOA值。但是在非视距环境下，当信号经过多次反射、透射和绕射等现象后，定位点无法与真实环境中距离最近的特征点进行匹配，导致补偿后的结果与真实情况下视距传播的TDOA值相差较大，使得定位精度不够准确。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种非视距环境下的定位方法及装置，用来解决信号在非视距环境中传播时，由于非视距误差的存在导致的定位精度不高问题，提高非视距环境下的定位精度。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种非视距环境下的定位方法，应用于服务器，所述方法包括：

在至少三个基站同时发送的关于同一业务数据的信号到达终端时，分别获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值，其中，到达所述终端的信号包括视距传播信号和非视距传播信号；

获得每个基站到达所述终端的所有信号的强度值，并利用所获得的所有信号的强度值，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延；

根据所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延，分别对所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值进行重构，获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值；

将获得的所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值进行匹配，确定所述至少三个基站所对应的三个目标特征点；

根据匹配后的三个目标特征点，获得所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值；

根据获得的所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值，解算出所述终端的定位点处的位置坐标。

具体的，所述获得每个基站到达所述终端的所有信号的强度值，利用所获得的所有信号的强度值，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延，包括：

获得每个基站到达所述终端的视距传播信号的强度值E_LOSm和非视距传播信号的 强度值E_m，其中，E₀为基站的发射功 率，k为与信号传播环境相关的常量，d_i为视距传播信号到达所述终端所经过的路径长度，R_n 为与信号传播环境相关的常量，s_1m+s_2m为非视距传播信号m到达所述终端所经过的路径长 度；

根据所获得的每个基站到达所述终端的非视距传播信号的强度值E_m和预设公式，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号的路径损耗Q_m，所述预设公式为其中Q_m为非视距传播信号m的路径损耗；

根据每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号和视距传播信号，计算得到每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号的路径长度和视距传播信号的路径长度；

根据所获得的每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号的路径长度和视距传播信号的路径长度，计算所述每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号产生的时延，进而计算所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延；

其中，所述计算路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号产生的时延T_m所利用的公式为：其中T_m为非视距传播信号m产生的时延，c为光速；

所述计算所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延T_i所利用的公式为：其中M为所述基站i到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的非视距传播信号的个数。

具体的，所述根据所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延，分别对所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值进行重构，获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值所利用的公式为：

t_i，j′＝t_i，j-T_i，j，其中t_i，j′为所述每两个基站i，j到所述终端的目标TDOA值，t_i，j为测量得到的所述每两个基站i，j到所述终端的原始TDOA值，T_i，j为所述每两个基站i，j与所述终端之间的平均时延差且T_i，j＝T_i-T_j。

具体的，所述将获得的所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值进行匹配，确定所述至少三个基站所对应的三个目标特征点，包括：

将所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值作差，差值为其中，为特征点库中基站i，j之间的第n径信号的TDOA值；

根据所获得的每两个基站所对应的T_s(i，j，n)，确定所述至少三个基站中的每两个基站所对应的最小T_s(i，j，n)值，将该第n径信号所对应的特征点记为第一特征点；

根据各个第一特征点与所述至少三个基站中的每两个基站所对应的特征点库中的TDOA值，计算各个第一特征点对应的欧式距离，所述各个第一特征点对应的欧式距离的计算公式为为特征点库中该第一特征点与基站i，j之间使差值T_s(i，j，n)最小的TDOA值；

将计算得到的所述各个第一特征点对应的欧式距离按照从大到小的顺序排序，选择欧式距离最小的三个第一特征点作为所述至少三个基站所对应的目标特征点。

具体的，所述根据匹配后的三个目标特征点，获得所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值，包括：

分别计算每个目标特征点到每个基站的视距距离，并利用所述每个目标特征点到每个基站的视距距离，计算所述至少三个基站中的每两个基站与该目标特征点的视距信号的到达距离差；

根据所述至少三个基站中的每两个基站与每个目标特征点的实际信号的到达距离差以及视距信号的到达距离差，计算所述至少三个基站中的每两个基站与该目标特征点所对应的到达距离差的误差值；

根据所获得的三个目标特征点对应的欧式距离，确定每个目标特征点的权重值，所述确定每个目标特征点的权重值的公式为其中w_a为目标特征点a的权重值，EcuDis_a为目标特征点a对应的欧式距离，∑EcuDis_b为三个目标特征点对应的欧式距离之和；

根据所述至少三个基站中的每两个基站与每个目标特征点所对应的到达距离差的误差值以及每个目标特征点的权重值，计算所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的非视距误差ERROR_i，j，其中ERROR_i，j＝∑w_a*ERO_a，ERO_a为所述至少三个基站中的每两个基站与目标特征点a所对应的到达距离差的误差值；

根据所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的非视距误差，计算所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端所对应的近似视距差值LOS_i，j，所述LOS_i，j＝c*t_i，j′+ERROR_i，j。

具体的，所述根据获得的所述至少三个基站中的任意两个基站与终端定位点处的近似视距差值，解算出所述终端的定位点的位置坐标，包括：

S1，在所述至少三个基站中，将所述终端的定位点处接收到的信号最强的三个基站确定为第一基站，第二基站，第三基站；

S2，根据所述三个基站中的每两个基站与所述终端所对应的近似视距差值和所述三个基站的位置坐标，建立方程组；

其中，三个基站的第一基站、第二基站、第三基站的位置坐标分别为(x₁，y₁，z₁)、(x₂，y₂，z₂)、(x₃，y₃，z₃)，终端的定位点的位置坐标为(x，y，z)，并且z通过气压测高的方式求得；

S3，确定所述方程组的全微分矩阵形式为：其中系数矩 阵且P中各元素通过以下公式计算：

S4，得到第q次迭代时基站i，j与终端所对应的近似视距差值LOS_i，j(q)为：其中，(x_i，y_i，z_i)，(x_j，y_j，z_j)分别为基站 i，j的位置坐标，(x(q)，y(q)，z)为终端的定位点的迭代值；

S5，为了防止迭代值不收敛，当q＝0时，将初始迭代值设置成欧氏距离最小的目标特征点的坐标值；

S6，根据初始迭代值，计算x(q)、y(q)、dw，其中对LOS_i，j(q)取微分，有dLOS_i，j(q)＝ LOS_i，j-LOS_i，j(q)，用最小二乘法求得系数矩阵P的逆矩阵为：P(q)^-1＝[P(q)^T*P(q)]^-1*P(q)^T，收敛条件

S7，判断收敛条件dw是否小于设定阈值，如果是，则将得到的(x(q)，y(q))作为所述方程组的解，从而确定所述终端的定位点的位置坐标为(x(q)，y(q)，z)；如果否，则更新(x(q)，y(q))，将更新后的(x(q+1)，y(q+1))作为初始迭代值，返回S6，其中(x(q+1)，y(q+1))根据以下公式更新：

为达到上述目的，本发明实施例还公开了一种非视距环境下的定位装置，应用于服务器，所述装置包括：

原始TDOA值获得单元，用于在至少三个基站同时发送的关于同一业务数据的信号到达终端时，分别获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值，其中，到达所述终端的信号包括视距传播信号和非视距传播信号；

平均时延计算单元，用于获得每个基站到达所述终端的所有信号的强度值，并利用所获得的所有信号的强度值，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延；

目标TDOA值获得单元，用于根据所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延，分别对所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值进行重构，获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值；

目标特征点确定单元，用于将获得的所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值进行匹配，确定所述至少三个基站所对应的三个目标特征点；

近似视距差值计算单元，用于根据匹配后的三个目标特征点，获得所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值；

终端位置计算单元，用于根据获得的所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值，解算出所述终端的定位点处的位置坐标。

具体的，所述平均时延计算单元，具体包括：

信号强度值获得子单元，用于获得每个基站到达所述终端的视距传播信号的强度值E_LOSm和非视距传播信号的强度值E_m，其中， E₀为基站的发射功率，k为与信号传播环境相关的常量，d_i为视距传播信号到达所述终端所经过的路径长度，R_n为与信号传播环境相关的常量，s_1m+s_2m为非视距传播信号m到达所述终端所经过的路径长度；

路径损耗计算子单元，用于根据所获得的每个基站到达所述终端的非视距传播信号的强度值E_m和预设公式，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号的路径损耗Q_m，所述预设公式为其中Q_m为非视距传播信号m的路径损耗；

路径长度计算子单元，用于根据每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号和视距传播信号，计算得到每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号的路径长度和视距传播信号的路径长度；

平均时延计算子单元，用于根据所获得的每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号的路径长度和视距传播信号的路径长度，计算所述每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号产生的时延，进而计算所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延；

其中，所述计算路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号产生的时延T_m所利用的公式为：其中T_m为非视距传播信号m产生的时延，c为光速；

所述计算所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延T_i所利用的公式为：其中M为所述基站i到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的非视距传播信号的个数。

具体的，所述目标TDOA值获得单元中获得所述至少三个基站中的每两个基站到终端的目标TDOA值所利用的公式为：

t_i，j′＝t_i，j-T_i，j，其中t_i，j′为所述每两个基站i，j到所述终端的目标TDOA值，t_i，j为测量得到的所述每两个基站i，j到所述终端的原始TDOA值，T_i，j为所述每两个基站i，j与所述终端之间的平均时延差且T_i，j＝T_i-T_j。

具体的，所述目标特征点确定单元，具体包括：

作差子单元，用于将所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值作差，差值为 其中，为特征点库中基站i，j之间的第n径信号的TDOA值；

第一特征点确定子单元，用于根据所获得的每两个基站所对应的T_s(i，j，n)，确定所述至少三个基站中的每两个基站所对应的最小T_s(i，j，n)值，将该第n径信号所对应的特征点记为第一特征点；

欧式距离计算子单元，用于根据各个第一特征点与所述至少三个基站中的每两个基站所对应的特征点库中的TDOA值，计算各个第一特征点对应的欧式距离，所述各个第一特征点对应的欧式距离的计算公式为为特征点库中该第一特征点与基站i，j之间使差值T_s(i，j，n)最小的TDOA值；

目标特征点确定子单元，用于将计算得到的所述各个第一特征点对应的欧式距离按照从大到小的顺序排序，选择欧式距离最小的三个第一特征点作为所述至少三个基站所对应的目标特征点。

具体的，所述近似视距差值计算单元，具体包括：

到达距离差计算子单元，用于分别计算每个目标特征点到每个基站的视距距离，并利用所述每个目标特征点到每个基站的视距距离，计算所述至少三个基站中的每两个基站与该目标特征点的视距信号的到达距离差；

到达距离差误差值计算子单元，用于根据所述至少三个基站中的每两个基站与每个目标特征点的实际信号的到达距离差以及视距信号的到达距离差，计算所述至少三个基站中的每两个基站与该目标特征点所对应的到达距离差的误差值；

权重值确定子单元，用于根据所获得的三个目标特征点对应的欧式距离，确定每个目标特征点的权重值，所述确定每个目标特征点的权重值的公式为其中w_a为目标特征点a的权重值，EcuDis_a为目标特征点a对应的欧式距离，∑EcuDis_b为三个目标特征点对应的欧式距离之和；

非视距误差计算子单元，用于根据所述至少三个基站中的每两个基站与每个目标特征点所对应的到达距离差的误差值以及每个目标特征点的权重值，计算所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的非视距误差ERROR_i，j，其中ERROR_i，j＝∑w_a*ERO_a，ERO_a为所述至少三个基站中的每两个基站与目标特征点a所对应的到达距离差的误差值；

近似视距差值计算子单元，用于根据所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的非视距误差，计算所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端所对应的近似视距差值LOS_i，j，所述LOS_i，j＝c*t_i，j′+ERROR_i，j。

具体的，所述终端位置计算单元，具体包括：

基站选择子单元，用于在所述至少三个基站中，将所述终端的定位点处接收到的信号最强的三个基站确定为第一基站，第二基站，第三基站；

方程组建立子单元，用于根据所述三个基站中的每两个基站与所述终端所对应的近似视距差值和所述三个基站的位置坐标，建立方程组；

其中，三个基站的第一基站、第二基站、第三基站的位置坐标分别为(x₁，y₁，z₁)、(x₂，y₂，z₂)、(x₃，y₃，z₃)，终端的定位点的位置坐标为(x，y，z)，并且z通过气压测高的方式求得；

全微分矩阵形式确定子单元，用于确定所述方程组的全微分矩阵形式为：其中系数矩阵且P中各元素通过以下公式计算：

近似视距差值迭代子单元，用于得到第q次迭代时基站i，j与终端所对应的近似视距差值LOS_i，j(q)为：

其中，(x_i，y_i，z_i)，(x_j，y_j，z_j)分 别为基站i，j的位置坐标，(x(q)，y(q)，z)为终端的定位点的迭代值；

初始迭代值确定子单元，用于为了防止迭代值不收敛，当q＝0时，将初始迭代值设置成欧氏距离最小的目标特征点的坐标值；

计算子单元，用于根据初始迭代值，计算x(q)、y(q)、dw，其中对LOS_i，j(q)取微分， 有dLOS_i，j(q)＝LOS_i，j-LOS_i，j(q)，用最小二乘法求得系数矩阵P的逆矩阵为：P(q)^-1＝[P(q)^T*P (q)]^-1*P(q)^T，收敛条件

判断子单元，用于判断收敛条件dw是否小于设定阈值，如果是，则将得到的(x(q)，y(q))作为所述方程组的解，从而确定所述终端的定位点的位置坐标为(x(q)，y(q)，z)；如果否，则更新(x(q)，y(q))，将更新后的(x(q+1)，y(q+1))作为初始迭代值，触发计算子单元，其中(x(q+1)，y(q+1))根据以下公式更新：

综上所述，本发明实施例所提供的一种非视距环境下的定位方法及装置，在获得所述至少三个基站中的每两个基站与终端的原始TDOA值后，不同于现有技术中直接将原始TDOA值与特征点库中的TDOA值进行匹配，而是根据所述每个基站到达终端的非视距传播信号产生的平均时延，分别对所述至少三个基站中的每两个基站到终端的原始TDOA值进行重构，并将重构后的目标TDOA与特征点库中的TDOA值进行匹配，使得特征点匹配更加准确，从而降低了非视距误差的影响，提高了非视距环境下的定位精度。另外，在进行了TDOA重构和特征点匹配之后，使用牛顿迭代法进行终端定位点的位置解算，也提升了非视距环境下的定位精度。

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非视距环境下的定位方法的流程示意图。

图2为本发明实施例提供的一种非视距环境下的定位装置的结构示意图。

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。

本发明实施例提供了一种非视距环境下的定位方法，下面通过具体实施例，对本发明进行详细说明。

图1示出了本发明实施例所提供的一种非视距环境下的定位方法的流程图。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种非视距环境下的定位方法，应用于服务器，所述方法包括：

S101，在至少三个基站同时发送的关于同一业务数据的信号到达终端时，分别获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值，其中，到达所述终端的信号包括视距传播信号和非视距传播信号；

需要说明的是，所述原始TDOA值为测量得到的所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的到达时间差。由于在非视距环境下，到达终端的关于同一业务数据的信号中，包括视距传播的从基站到达终端的视距传播信号，也包括了非视距传播情况下通过透射、反射、绕射等现象之后到达终端的非视距传播信号，使得获得的原始TDOA值存在由信号在非视距环境下传播引起的时延误差。因此在与特征点库中的TDOA值进行匹配之前，需要将测量得到的TDOA值进行重构，以消除或减小信号在非视距环境下传播引起的时延误差，从而使得与特征点库中的TDOA值匹配更加准确，降低非视距误差的影响，提高非视距环境下的定位精度。

关于步骤S101中获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值的具体实现方式可以参照现有技术，在此不做赘述。

S102，获得每个基站到达所述终端的所有信号的强度值，并利用所获得的所有信号的强度值，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延；

具体的，所述获得每个基站到达所述终端的所有信号的强度值，利用所获得的所有信号的强度值，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延，包括：

获得每个基站到达所述终端的视距传播信号的强度值E_LOSm和非视距传播信号的 强度值E_m，其中，E₀为基站的发射功 率，k为与信号传播环境相关的常量，d_i为视距传播信号到达所述终端所经过的路径长度，R_n 为与信号传播环境相关的常量，s_1m+s_2m为非视距传播信号m到达所述终端所经过的路径长 度；

根据所获得的每个基站到达所述终端的非视距传播信号的强度值E_m和预设公式，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号的路径损耗Q_m，所述预设公式为其中Q_m为非视距传播信号m的路径损耗；

根据每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号和视距传播信号，计算得到每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号的路径长度和视距传播信号的路径长度；

根据所获得的每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号的路径长度和视距传播信号的路径长度，计算所述每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号产生的时延，进而计算所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延；

其中，所述计算路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号产生的时延T_m所利用的公式为：其中T_m为非视距传播信号m产生的时延，c为光速；

所述计算所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延T_i所利用的公式为：其中M为所述基站i到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的非视距传播信号的个数。

需要说明的是，在计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号的路径损耗Q_m后，对于路径损耗Q_m不小于设定阈值的非视距传播信号，本发明实施例认为其信号能量还足够大，对定位有贡献；反之信号能量太小，无法为定位提供较为精准的信息，则舍弃不考虑。在计算基站i到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号m的路径长度s_1m+s_2m时，是根据所述非视距传播信号m的强度值E_m和路径长度s_1m+s_2m的关系式 进行计算的，其中R_n是与信号传播环境相关的常量；在计算基站i到达所述终端的视距传播信号的路径长度d_i时，是根据所述视距传播信号的强度值E_LOSm和路径长度d_i的关系式进行计算的，其中k为与信号传播环境相关的常量。

S103，根据所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延，分别对所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值进行重构，获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值；

具体的，所述获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值所利用的公式为：

t_i，j′＝t_i，j-T_i，j，其中t_i，j′为所述每两个基站i，j到所述终端的目标TDOA值，t_i，j为测量得到的所述每两个基站i，j到所述终端的原始TDOA值，T_i，j为所述每两个基站i，j与所述终端之间的平均时延差且T_i，j＝T_i-T_j。

S104，将获得的所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值进行匹配，确定所述至少三个基站所对应的三个目标特征点；

所述将获得的所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值进行匹配，确定所述至少三个基站所对应的三个目标特征点，包括：

将所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值作差，差值为其中，为特征点库中基站i，j之间的第n径信号的TDOA值；

根据所获得的每两个基站所对应的T_s(i，j，n)，确定所述至少三个基站中的每两个基站所对应的最小T_s(i，j，n)值，将该第n径信号所对应的特征点记为第一特征点；

根据各个第一特征点与所述至少三个基站中的每两个基站所对应的特征点库中的TDOA值，计算各个第一特征点对应的欧式距离，所述各个第一特征点对应的欧式距离的计算公式为为该第一特征点与基站i，j之间的TDOA值；

将计算得到的所述各个第一特征点对应的欧式距离按照从大到小的顺序排序，选择欧式距离最小的三个第一特征点作为目标特征点。

需要说明的是，所述特征点库中记录了视距环境下各个特征点处的TDOA值，可以根据特征点的相关数据对非视距环境下实际测量的TDOA值进行匹配，进而补偿在非视距环境下导致的误差；所述特征点库中每两个基站所对应的TDOA值为每两个基站到所述特征点处的到达时间差。由于信号在传播过程中可能存在多径，不同径的信号对应的TDOA值可能不一样，因此特征点库中的特征点与两个基站间的TDOA可能存在多个。

举例而言，假设有四个基站，分别为基站1，基站2、基站3、基站4。对于基站1和基站2，将基站1和基站2到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该两个基站对应的TDOA值作差，得到差值其中，为特征点库中基站1，2之间的第n径信号的TDOA值，确定基站1和基站2所对应的最小T_s(i，j，n)值，并将该第n径信号所对应的特征点记为第一特征点T_1，2。同样的，可以计算得到其他五个第一特征点T_1，3、T_1，4、T_2，3、T_2，4、T_3，4。

对于第一特征点T_1，2，根据第一特征点T_1，2与所述四个基站中的每两个基站所对应的特征点库中的TDOA值，计算第一特征点T_1，2对应的欧式距离 为特征点库中第一特征点T_1，2与基站i，j之间使差值T_s(i，j，n)最小的TDOA值；同样的，可以计算得到其他五个第一特征点T_1，3、T_1，4、T_2，3、T_2，4、T_3，4所对应的欧式距离。

将计算得到的六个第一特征点对应的欧式距离按照从大到小的顺序排序，选择欧式距离最小的三个第一特征点A(X_a，Y_a，Z_a)、B(X_b，Y_b，Z_b)、C(X_c，Y_c，Z_c)作为所述四个基站所对应的目标特征点。

S105，根据匹配后的三个目标特征点，获得所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值；

具体的，所述根据匹配后的三个目标特征点，获得所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值，包括：

分别计算每个目标特征点到每个基站的视距距离，并利用所述每个目标特征点到每个基站的视距距离，计算所述至少三个基站中的每两个基站与该目标特征点的视距信号的到达距离差；

根据所述至少三个基站中的每两个基站与每个目标特征点的实际信号的到达距离差以及视距信号的到达距离差，计算所述至少三个基站中的每两个基站与该目标特征点所对应的到达距离差的误差值；

根据所获得的三个目标特征点对应的欧式距离，确定每个目标特征点的权重值，所述确定每个目标特征点的权重值的公式为其中w_a为目标特征点a的权重值，EcuDis_a为目标特征点a对应的欧式距离，∑EcuDis_b为三个目标特征点对应的欧式距离之和；

根据所述至少三个基站中的每两个基站与每个目标特征点所对应的到达距离差的误差值以及每个目标特征点的权重值，计算所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的非视距误差ERROR_i，j，其中ERROR_i，j＝∑w_a*ERO_a，ERO_a为所述至少三个基站中的每两个基站与目标特征点a所对应的到达距离差的误差值；

根据所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的非视距误差，计算所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端所对应的近似视距差值LOS_i，j，所述LOS_i，j＝c*t_i，j′+ERROR_i，j。

举例而言，对于目标特征点A，特征点A(X_a，Y_a，Z_a)到基站i和j的视距距离分别为：

则计算得到基站i和j与目 标特征点A的视距信号的达到距离差为D_a，i，j＝d_ai-d_aj，而基站i和j与目标特征点A的实际信 号的到达距离差为DNLOS_a，i，j＝c*t_i，j′，可以计算出基站i和j与目标特征点A所对应的到达 距离差的误差值为ERO_A＝D_a，i，j-DNLOS_a，i，j。同样的，可以计算得到其他目标特征点B、C与基 站i和j所对应的到达距离差的误差值ERO_B、ERO_C。

根据三个目标特征点A、B、C所对应的欧式距离，确定三个目标特征点的权重值为w_A、w_B、w_C。在确定三个目标特征点的权重值后，可以计算基站i和j与所述终端的定位点处的非视距误差ERROR_i，j＝w_A*ERO_A+w_B*ERO_B+w_C*ERO_C，进而可以计算出基站i和j与所述终端所对应的近似视距差值LOS_i，j＝c*t_i，j′+ERROR_i，j。

S106，根据获得的所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值，解算出所述终端的定位点处的位置坐标。

需要说明的是，在计算得到所述至少三个基站中的每两个基站与终端所对应的近似视距差值后，理论上是可以解算出终端定位点的坐标(x，y，z)，三个未知数，由三个方程即可解出结果。为了减小解算的难度和复杂性，本发明实施例通过气压测高的方式求得终端定位点的z值，这样两个未知数，建立两个方程即可求出结果。

S1，在所述至少三个基站中，将所述终端的定位点处接收到的信号最强的三个基站确定为第一基站，第二基站，第三基站；

S2，根据所述三个基站中的每两个基站与所述终端所对应的近似视距差值和所述三个基站的位置坐标，建立方程组；

其中，三个基站的第一基站、第二基站、第三基站的位置坐标分别为(x₁，y₁，z₁)、(x₂，y₂，z₂)、(x₃，y₃，z₃)，终端的定位点的位置坐标为(x，y，z)，并且z通过气压测高的方式求得；

S3，确定所述方程组的全微分矩阵形式为：其中系数矩 阵且P中各元素通过以下公式计算：

S4，得到第q次迭代时基站i，j与终端所对应的近似视距差值LOS_i，j(q)为：

其中，(x_i，y_i，z_i)，(x_j，y_j，z_j)分 别为基站i，j的位置坐标，(x(q)，y(q)，z)为终端的定位点的迭代值；

S5，为了防止迭代值不收敛，当q＝0时，将初始迭代值设置成欧氏距离最小的目标特征点的坐标值；

S6，根据初始迭代值，计算x(q)、y(q)、dw，其中对LOS_i，j(q)取微分，有dLOS_i，j(q)＝ LOS_i，j-LOS_i，j(q)，用最小二乘法求得系数矩阵P的逆矩阵为：P(q)^-1＝[P(q)^T*P(q)]^-1*P(q)^T，收敛条件

S7，判断收敛条件dw是否小于设定阈值，如果是，则将得到的(x(q)，y(q))作为所述方程组的解，从而确定所述终端的定位点的位置坐标为(x(q)，y(q)，z)；如果否，则更新(x(q)，y(q))，将更新后的(x(q+1)，y(q+1))作为初始迭代值，返回S6，其中(x(q+1)，y(q+1))根据以下公式更新：

应用本发明实施例，在获得所述至少三个基站中的每两个基站与终端的原始TDOA值后，不同于现有技术中直接将原始TDOA值与特征点库中的TDOA值进行匹配，而是根据所述每个基站到达终端的非视距传播信号产生的平均时延，分别对所述至少三个基站中的每两个基站到终端的原始TDOA值进行重构，并将重构后的目标TDOA与特征点库中的TDOA值进行匹配，使得特征点匹配更加准确，从而降低了非视距误差的影响，提高了非视距环境下的定位精度。另外，在进行了TDOA重构和特征点匹配之后，使用牛顿迭代法进行终端定位点的位置解算，也提升了非视距环境下的定位精度。

相应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种非视距环境下的定位装置，应用于服务器，如图2所示，所述装置包括：

原始TDOA值获得单元201，用于在至少三个基站同时发送的关于同一业务数据的信号到达终端时，分别获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值，其中，到达所述终端的信号包括视距传播信号和非视距传播信号；

平均时延计算单元202，用于获得每个基站到达所述终端的所有信号的强度值，并利用所获得的所有信号的强度值，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延；

目标TDOA值获得单元203，用于根据所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延，分别对所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值进行重构，获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值；

目标特征点确定单元204，用于将获得的所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值进行匹配，确定所述至少三个基站所对应的三个目标特征点；

近似视距差值计算单元205，用于根据匹配后的三个目标特征点，获得所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值；

终端位置计算单元206，用于根据获得的所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值，解算出所述终端的定位点处的位置坐标。

具体的，所述平均时延计算单元202，具体包括：

信号强度值获得子单元(图中未示出)，用于获得每个基站到达所述终端的视距传 播信号的强度值E_LOSm和非视距传播信号的强度值E_m，其中，E₀为基站的发射功率，k为与信号传 播环境相关的常量，d_i为视距传播信号到达所述终端所经过的路径长度，R_n为与信号传播环 境相关的常量，s_1m+s_2m为非视距传播信号m到达所述终端所经过的路径长度；

路径损耗计算子单元(图中未示出)，用于根据所获得的每个基站到达所述终端的非视距传播信号的强度值E_m和预设公式，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号的路径损耗Q_m，所述预设公式为其中Q_m为非视距传播信号m的路径损耗；

路径长度计算子单元(图中未示出)，用于根据每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号和视距传播信号，计算得到每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号的路径长度和视距传播信号的路径长度；

平均时延计算子单元(图中未示出)，用于根据所获得的每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号的路径长度和视距传播信号的路径长度，计算所述每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号产生的时延，进而计算所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延；

其中，所述计算路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号产生的时延T_m所利用的公式为：其中T_m为非视距传播信号m产生的时延，c为光速；

所述计算所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延T_i所利用的公式为：其中M为所述基站i到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的非视距传播信号的个数。

具体的，所述目标TDOA值获得单元203中获得所述至少三个基站中的每两个基站到终端的目标TDOA值所利用的公式为：

t_i，j′＝t_i，j-T_i，j，其中t_i，j′为所述每两个基站i，j到所述终端的目标TDOA值，t_i，j为测量得到的所述每两个基站i，j到所述终端的原始TDOA值，T_i，j为所述每两个基站i，j与所述终端之间的平均时延差且T_i，j＝T_i-T_j。

具体的，所述目标特征点确定单元204，具体包括：

作差子单元(图中未示出)，用于将所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值作差，差值为其中，为特征点库中基站i，j之间的第n径信号的TDOA值；

第一特征点确定子单元(图中未示出)，用于根据所获得的每两个基站所对应的T_s(i，j，n)，确定所述至少三个基站中的每两个基站所对应的最小T_s(i，j，n)值，将该第n径信号所对应的特征点记为第一特征点；

欧式距离计算子单元(图中未示出)，用于根据各个第一特征点与所述至少三个基站中的每两个基站所对应的特征点库中的TDOA值，计算各个第一特征点对应的欧式距离，所述各个第一特征点对应的欧式距离的计算公式为 为特征点库中该第一特征点与基站i，j之间使差值T_s(i，j，n)最小的TDOA值；

目标特征点确定子单元(图中未示出)，用于将计算得到的所述各个第一特征点对应的欧式距离按照从大到小的顺序排序，选择欧式距离最小的三个第一特征点作为所述至少三个基站所对应的目标特征点。

具体的，所述近似视距差值计算单元205，具体包括：

到达距离差计算子单元(图中未示出)，用于分别计算每个目标特征点到每个基站的视距距离，并利用所述每个目标特征点到每个基站的视距距离，计算所述至少三个基站中的每两个基站与该目标特征点的视距信号的到达距离差；

到达距离差误差值计算子单元(图中未示出)，用于根据所述至少三个基站中的每两个基站与每个目标特征点的实际信号的到达距离差以及视距信号的到达距离差，计算所述至少三个基站中的每两个基站与该目标特征点所对应的到达距离差的误差值；

权重值确定子单元(图中未示出)，用于根据所获得的三个目标特征点对应的欧式距离，确定每个目标特征点的权重值，所述确定每个目标特征点的权重值的公式为其中w_a为目标特征点a的权重值，EcuDis_a为目标特征点a对应的欧式距离，∑EcuDis_b为三个目标特征点对应的欧式距离之和；

非视距误差计算子单元(图中未示出)，用于根据所述至少三个基站中的每两个基站与每个目标特征点所对应的到达距离差的误差值以及每个目标特征点的权重值，计算所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的非视距误差ERROR_i，j，其中ERROR_i，j＝∑w_a*ERO_a，ERO_a为所述至少三个基站中的每两个基站与目标特征点a所对应的到达距离差的误差值；

近似视距差值计算子单元(图中未示出)，用于根据所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的非视距误差，计算所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端所对应的近似视距差值LOS_i，j，所述LOS_i，j＝c*t_i，j′+ERROR_i，j。

具体的，所述终端位置计算单元206，具体包括：

基站选择子单元(图中未示出)，用于在所述至少三个基站中，将所述终端的定位点处接收到的信号最强的三个基站确定为第一基站，第二基站，第三基站；

方程组建立子单元(图中未示出)，用于根据所述三个基站中的每两个基站与所述终端所对应的近似视距差值和所述三个基站的位置坐标，建立方程组；

其中，三个基站的第一基站、第二基站、第三基站的位置坐标分别为(x₁，y₁，z₁)、(x₂，y₂，z₂)、(x₃，y₃，z₃)，终端的定位点的位置坐标为(x，y，z)，并且z通过气压测高的方式求得；

全微分矩阵形式确定子单元(图中未示出)，用于确定所述方程组的全微分矩阵形 式为：其中系数矩阵且P中各元素通过以下公式 计算：

近似视距差值迭代子单元(图中未示出)，用于得到第q次迭代时基站i，j与终端所对应的近似视距差值LOS_i，j(q)为：

其中，(x_i，y_i，z_i)，(x_j，y_j，z_j)分 别为基站i，j的位置坐标，(x(q)，y(q)，z)为终端的定位点的迭代值；

初始迭代值确定子单元(图中未示出)，用于为了防止迭代值不收敛，当q＝0时，将初始迭代值设置成欧氏距离最小的目标特征点的坐标值；

计算子单元(图中未示出)，用于根据初始迭代值，计算x(q)、y(q)、dw，其中对 LOS_i，j(q)取微分，有dLOS_i，j(q)＝LOS_i，j-LOS_i，j(q)，用最小二乘法求得系数矩阵P的逆矩阵 为：P(q)^-1＝[P(q)^T*P(q)]^-1*P(q)^T， 收敛条件

判断子单元(图中未示出)，用于判断收敛条件dw是否小于设定阈值，如果是，则将得到的(x(q)，y(q))作为所述方程组的解，从而确定所述终端的定位点的位置坐标为(x(q)，y(q)，z)；如果否，则更新(x(q)，y(q))，将更新后的(x(q+1)，y(q+1))作为初始迭代值，触发计算子单元，其中(x(q+1)，y(q+1))根据以下公式更新：

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。

应用本发明实施例，在获得所述至少三个基站中的每两个基站与终端的原始TDOA值后，不同于现有技术中直接将原始TDOA值与特征点库中的TDOA值进行匹配，而是根据所述每个基站到达终端的非视距传播信号产生的平均时延，分别对所述至少三个基站中的每两个基站到终端的原始TDOA值进行重构，并将重构后的目标TDOA与特征点库中的TDOA值进行匹配，使得特征点匹配更加准确，从而降低了非视距误差的影响，提高了非视距环境下的定位精度。另外，在进行了TDOA重构和特征点匹配之后，使用牛顿迭代法进行终端定位点的位置解算，也提升了非视距环境下的定位精度。

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 (8)

1.一种非视距环境下的定位方法，其特征在于，应用于服务器，所述方法包括：

在至少三个基站同时发送的关于同一业务数据的信号到达终端时，分别获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值，其中，到达所述终端的信号包括视距传播信号和非视距传播信号；

获得每个基站到达所述终端的所有信号的强度值，并利用所获得的所有信号的强度值，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延；

根据所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延，分别对所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值进行重构，获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值；

将获得的所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值进行匹配，确定所述至少三个基站所对应的三个目标特征点；

根据匹配后的三个目标特征点，获得所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值；

根据获得的所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值，解算出所述终端的定位点处的位置坐标；

所述获得每个基站到达所述终端的所有信号的强度值，利用所获得的所有信号的强度值，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延，包括：

获得每个基站到达所述终端的视距传播信号的强度值E_LOSm和非视距传播信号的强度值E_m，其中，E₀为基站的发射功率，k为与信号传播环境相关的常量，d_i为视距传播信号到达所述终端所经过的路径长度，R_n为与信号传播环境相关的常量，s_1m+s_2m为非视距传播信号m到达所述终端所经过的路径长度；

根据所获得的每个基站到达所述终端的非视距传播信号的强度值E_m和预设公式，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号的路径损耗Q_m，所述预设公式为其中Q_m为非视距传播信号m的路径损耗；

根据每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号和视距传播信号，计算得到每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号的路径长度和视距传播信号的路径长度；

根据所获得的每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号的路径长度和视距传播信号的路径长度，计算所述每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号产生的时延，进而计算所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延；

其中，所述计算路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号产生的时延T_m所利用的公式为：其中T_m为非视距传播信号m产生的时延，c为光速；

所述计算所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延T_i所利用的公式为：其中M为所述基站i到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的非视距传播信号的个数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延，分别对所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值进行重构，获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值所利用的公式为：

t_i，j′＝t_i，j-T_i，j，其中t_i，j′为所述每两个基站i，j到所述终端的目标TDOA值，t_i，j为测量得到的所述每两个基站i，j到所述终端的原始TDOA值，T_i，j为所述每两个基站i，j与所述终端之间的平均时延差且T_i，j＝T_i-T_j。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将获得的所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值进行匹配，确定所述至少三个基站所对应的三个目标特征点，包括：

将所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值作差，差值为其中，为特征点库中基站i，j之间的第n径信号的TDOA值；

根据所获得的每两个基站所对应的T_s(i，j，n)，确定所述至少三个基站中的每两个基站所对应的最小T_s(i，j，n)值，将该第n径信号所对应的特征点记为第一特征点；

根据各个第一特征点与所述至少三个基站中的每两个基站所对应的特征点库中的TDOA值，计算各个第一特征点对应的欧式距离，所述各个第一特征点对应的欧式距离的计算公式为 为特征点库中该第一特征点与基站i，j之间使差值T_s(i，j，n)最小的TDOA值；

将计算得到的所述各个第一特征点对应的欧式距离按照从大到小的顺序排序，选择欧式距离最小的三个第一特征点作为所述至少三个基站所对应的目标特征点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据匹配后的三个目标特征点，获得所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值，包括：

分别计算每个目标特征点到每个基站的视距距离，并利用所述每个目标特征点到每个基站的视距距离，计算所述至少三个基站中的每两个基站与该目标特征点的视距信号的到达距离差；

根据所述至少三个基站中的每两个基站与每个目标特征点的实际信号的到达距离差以及视距信号的到达距离差，计算所述至少三个基站中的每两个基站与该目标特征点所对应的到达距离差的误差值；

根据所获得的三个目标特征点对应的欧式距离，确定每个目标特征点的权重值，所述确定每个目标特征点的权重值的公式为其中w_a为目标特征点a的权重值，EcuDis_a为目标特征点a对应的欧式距离，∑EcuDis_b为三个目标特征点对应的欧式距离之和；

根据所述至少三个基站中的每两个基站与每个目标特征点所对应的到达距离差的误差值以及每个目标特征点的权重值，计算所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的非视距误差ERROR_i，j，其中ERROR_i，j＝∑w_a*ERO_a，ERO_a为所述至少三个基站中的每两个基站与目标特征点a所对应的到达距离差的误差值；

根据所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的非视距误差，计算所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端所对应的近似视距差值LOS_i，j，所述LOS_i，j＝c*t_i，j′+ERROR_i，j。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据获得的所述至少三个基站中的任意两个基站与终端定位点处的近似视距差值，解算出所述终端的定位点的位置坐标，包括：

S1，在所述至少三个基站中，将所述终端的定位点处接收到的信号最强的三个基站确定为第一基站，第二基站，第三基站；

S2，根据所述三个基站中的每两个基站与所述终端所对应的近似视距差值和所述三个基站的位置坐标，建立方程组；

其中，三个基站的第一基站、第二基站、第三基站的位置坐标分别为(x₁，y₁，z₁)、(x₂，y₂，z₂)、(x₃，y₃，z₃)，终端的定位点的位置坐标为(x，y，z)，并且z通过气压测高的方式求得；

S3，确定所述方程组的全微分矩阵形式为：其中系数矩阵且P中各元素通过以下公式计算：

S4，得到第q次迭代时基站i，j与终端所对应的近似视距差值LOS_i，j(q)为：其中，(x_i，y_i，z_i)，(x_j，y_j，z_j)分别为基站i，j的位置坐标，(x(q)，y(q)，z)为终端的定位点的迭代值；

S5，为了防止迭代值不收敛，当q＝0时，将初始迭代值设置成欧氏距离最小的目标特征点的坐标值；

S6，根据初始迭代值，计算x(q)、y(q)、dw，其中对LOS_i，j(q)取微分，有dLOS_i，j(q)＝LOS_i，j-LOS_i，j(q)，用最小二乘法求得系数矩阵P的逆矩阵为：P(q)^-1＝[P(q)^T*P(q)]^-1*P(q)^T，收敛条件

S7，判断收敛条件dw是否小于设定阈值，如果是，则将得到的(x(q)，y(q))作为所述方程组的解，从而确定所述终端的定位点的位置坐标为(x(q)，y(q)，z)；如果否，则更新(x(q)，y(q))，将更新后的(x(q+1)，y(q+1))作为初始迭代值，返回S6，其中(x(q+1)，y(q+1))根据以下公式更新：

6.一种非视距环境下的定位装置，其特征在于，应用于服务器，所述装置包括：

原始TDOA值获得单元，用于在至少三个基站同时发送的关于同一业务数据的信号到达终端时，分别获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值，其中，到达所述终端的信号包括视距传播信号和非视距传播信号；

平均时延计算单元，用于获得每个基站到达所述终端的所有信号的强度值，并利用所获得的所有信号的强度值，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延；

目标TDOA值获得单元，用于根据所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延，分别对所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的原始TDOA值进行重构，获得所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值；

目标特征点确定单元，用于将获得的所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值进行匹配，确定所述至少三个基站所对应的三个目标特征点；

近似视距差值计算单元，用于根据匹配后的三个目标特征点，获得所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值；

终端位置计算单元，用于根据获得的所述至少三个基站中的每两个基站与所述终端的定位点处的近似视距差值，解算出所述终端的定位点处的位置坐标；

所述平均时延计算单元，具体包括：

信号强度值获得子单元，用于获得每个基站到达所述终端的视距传播信号的强度值E_LOSm和非视距传播信号的强度值E_m，其中， E₀为基站的发射功率，k为与信号传播环境相关的常量，d_i为视距传播信号到达所述终端所经过的路径长度，R_n为与信号传播环境相关的常量，s_1m+s_2m为非视距传播信号m到达所述终端所经过的路径长度；

路径损耗计算子单元，用于根据所获得的每个基站到达所述终端的非视距传播信号的强度值E_m和预设公式，计算每个基站到达所述终端的非视距传播信号的路径损耗Q_m，所述预设公式为其中Q_m为非视距传播信号m的路径损耗；

路径长度计算子单元，用于根据每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号和视距传播信号，计算得到每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号的路径长度和视距传播信号的路径长度；

平均时延计算子单元，用于根据所获得的每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号的路径长度和视距传播信号的路径长度，计算所述每个基站到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号产生的时延，进而计算所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延；

其中，所述计算路径损耗Q_m不小于设定阈值的所有非视距传播信号产生的时延T_m所利用的公式为：其中T_m为非视距传播信号m产生的时延，c为光速；

所述计算所述每个基站到达所述终端的非视距传播信号产生的平均时延T_i所利用的公式为：其中M为所述基站i到达所述终端的路径损耗Q_m不小于设定阈值的非视距传播信号的个数。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述目标TDOA值获得单元中获得所述至少三个基站中的每两个基站到终端的目标TDOA值所利用的公式为：

t_i，j′＝t_i，j-T_i，j，其中t_i，j′为所述每两个基站i，j到所述终端的目标TDOA值，t_i，j为测量得到的所述每两个基站i，j到所述终端的原始TDOA值，T_i，j为所述每两个基站i，j与所述终端之间的平均时延差且T_i，j＝T_i-T_j。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述目标特征点确定单元，具体包括：

作差子单元，用于将所述至少三个基站中的每两个基站到所述终端的目标TDOA值与特征点库中该每两个基站所对应的TDOA值作差，差值为 其中，为特征点库中基站i，j之间的第n径信号的TDOA值；

第一特征点确定子单元，用于根据所获得的每两个基站所对应的T_s(i，j，n)，确定所述至少三个基站中的每两个基站所对应的最小T_s(i，j，n)值，将该第n径信号所对应的特征点记为第一特征点；

欧式距离计算子单元，用于根据各个第一特征点与所述至少三个基站中的每两个基站所对应的特征点库中的TDOA值，计算各个第一特征点对应的欧式距离，所述各个第一特征点对应的欧式距离的计算公式为 为特征点库中该第一特征点与基站i，j之间使差值T_s(i，j，n)最小的TDOA值；

目标特征点确定子单元，用于将计算得到的所述各个第一特征点对应的欧式距离按照从大到小的顺序排序，选择欧式距离最小的三个第一特征点作为所述至少三个基站所对应的目标特征点。