CN108737961A - 用于定位系统的位移监测方法及定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于定位系统的位移监测方法及定位方法。通过比较监测飞行时间和初始飞行时间以获得时间变化信息，进而判断出判断各个定位基站或协调站的位置是否发生变化，并利用位置没有发生变化的定位基站和协调站，分别对位置发生变化的协调站和定位基站进行定位。本发明能够实时监测定位基站的位置变化，并实现系统中各组件的时钟同步，进而实现对待定位装置MS的TOA定位，具有较高的定位精度，且能够适应环境变化对定位系统的影响。在本定位系统中，由于还可以对定位基站、协调站进行定位，因此也可以将定位基站、协调站放置于变化相对较少较慢的待定位装置上，例如山体、建筑物、水坝等，实现对其的监测。

Description

用于定位系统的位移监测方法及定位方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种用于定位系统的位移监测方法。
背景技术
对于大型建筑内部、城市密集区域，以及桥梁、水坝、山体、基坑等区域的安全监测，有助于实现对人员的安全监控、紧急救援，对物资的运输管理、分配调度，以及对自然灾害的预防和监测等。由于具有建筑群密集，遮挡，环境复杂监测空间狭小GPS、北斗信号往往不能深入覆盖，导致空间监测困难。现有技术中，通过自建定位系统实现在特定区域中对指定目标的定位和监控。UWB(Ultra Wideband)是一种无载波通信技术，利用纳秒至皮秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。UWB具有脉冲宽度窄，抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势，广泛应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。以UWB信号作为定位信号的定位系统可以弥补天空卫星无法覆盖的区域，方便布置，实现狭小空间的位移监测。
现有定位技术常用的定位算法有到达时间TOA定位及到达时间差TDOA定位等。上述算法在实施过程中需要预先获知各个定位基站的地理位置，现有技术中通过预先对各个定位基站的地理位置进行测量，并将此测量结果沿用至整个定位过程中，但由于自然或人为的因素，导致定位基站位置发生改变，但定位系统无法获知定位基站位置的改变情况，扔沿用最初的定位基站的地理位置，严重影响定位精度。
因此，如何获知定位系统中定位基站实时的地理位置，成为了本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
依据本发明的一个方面，给出一种用于定位系统的位移监测方法，其中，定位系统包括已知初始位置的多个定位基站和已知初始位置的协调站，各个定位基站发射定位信号，协调站接收各个定位信号，位移监测方法包括：根据各个定位基站和协调站的初始位置，获得各个定位信号从位于初始位置的定位基站传播至位于初始位置的协调站的初始飞行时间；记录各个定位基站再次发射的定位信号到达协调站的监测接收时刻，根据监测接收时刻和各个定位基站再次发射定位信号的监测发射时刻，获得各个定位信号再次从定位基站传播至协调站的监测飞行时间；将对应于同一定位基站和协调站的监测飞行时间和初始飞行时间进行比较以获得多组时间变化信息；以及根据各组时间变化信息判断各个定位基站或协调站的位置是否发生变化。
依据本发明的另一个方面，给出一种用于定位系统的定位方法，其中，定位系统包括已知初始位置的多个定位基站和已知初始位置的协调站以及待定位的待定位装置，各个定位基站发射定位信号，协调站和待定位装置接收各个定位信号，定位方法包括：判断各个定位基站或协调站的位置是否发生变化；以及利用位置未发生变化的至少两个定位基站的位置信息和定位信号到达待定位装置的时刻值解算待定位装置的位置。
依据本发明的又一个方面，给出一种用于定位系统的定位方法，其中，定位系统包括已知初始位置的多个定位基站和已知初始位置的协调站以及待定位的待定位装置，各个定位基站发射定位信号，协调站和待定位装置接收各个定位信号，定位方法包括：判断各个定位基站或协调站的位置是否发生变化；根据判断结果，利用至少两个位置未发生变化的协调站对位置发生变化的定位基站进行定位；以及利用至少两个定位基站的位置信息和定位信号到达待定位装置的时刻值解算待定位装置的位置。
本发明的有益效果是，通过在系统中设置协调站，能够实时监测定位基站的位置变化，并实现系统中各组件的时钟同步，进而实现对待定位装置MS的TOA定位，具有较高的定位精度，且能够适应环境变化对系统的影响。在本系统中，由于还可以对定位基站、协调站进行定位，因此也可以将定位基站、协调站放置于变化相对较少较慢的待定位装置上，例如山体、建筑物、水坝等，实现对其的监测。
附图说明
图1给出依据本发明一种实施例的具有位移监测功能的定位系统100的示意图；
图2给出图1所示的具有位移监测功能的定位系统100的信号发射示意图；
图3给出依据本发明一种实施例的定位系统100位移监测方法300的流程图；
图4给出依据本发明一种实施例的飞行时间变化矩阵的示意图；
图5给出依据本发明另一种实施例的定位系统100位移监测方法500的流程图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“连接”到另一元件时，它可以是直接连接或连接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
图1给出依据本发明一种实施例的具有位移监测功能的定位系统100的示意图。图2给出了图1所示的具有位移监测功能的定位系统100的信号发射示意图。定位系统100示例性地包括定位基站BS1-BS6和协调站COOS1-COOS6。又在一个实施例中，定位基站和协调站的个数可以根据系统需要进行设置，例如，协调站可以为一个，但其中，定位基站的个数不少于三个。定位基站BS1-BS6、协调站COOS1-COOS6的初始地理位置已知。定位基站BS1-BS6发射定位信号S1-S6，协调站COOS1-COOS6接收定位信号S1-S6。在一个实施例中，定位信号为超宽带信号。在图1所示的实施例中，定位系统100还可以包括待定位装置MS，其亦接收定位信号S1-S6。
下面给出图1所示具有位移监测功能的定位系统100的定位方法的实施例，以协调站COOS1作为基准协调站，基准协调站COOS1向定位基站BS1-BS6发送定位信号发射指令CO-S，定位基站BS1-BS6接收到定位信号发射指令CO-S后发射定位信号S1-S6，所述定位信号发射指令CO-S中还包含预设的定位信号发射时间间隔，即每个定位基站连续发射两次定位信号的时间间隔。在一个实施例中，定位系统100在初始化过程中为定位基站BS1-BS6、协调站COOS1-COOS6写入预设的定位信号发射时间间隔。
协调站COOS1-COOS6接收定位信号S1-S6，并分别记录定位信号S1-S6到达自身的时刻值。其中，当定位基站BS1-BS6和协调站COOS1-COOS6均位于初始位置时，得到的定位信号S1-S6到达协调站COOS1-COOS6的时刻值为初始接收时刻当定位基站BS1-BS6再次发射定位信号S1-S6，该再次发射的定位信号S1-S6到达协调站COOS1-COOS6的时刻值为监测接收时刻。又在一个实施例中，定位信号S1-S6中不包含信号标志，通过控制定位基站BS1-BS6发射定位信号S1-S6的时间顺序，使各协调站根据收到定位信号的顺序确定所述定位信号来自哪一定位基站。
由于定位基站BS1-BS6和协调站COOS1-COOS6的初始地理位置已知，可以得到定位基站BS1-BS6与协调站COOS1-COOS6之间的初始距离，进而通过定位信号S1-S6的传播速度得到定位信号S1-S6从位于初始位置的定位基站BS1-BS6传播至位于初始位置的协调站COOS1-COOS6的初始飞行时间。
根据定位信号S1-S6到达协调站COOS1-COOS6的初始接收时刻和定位信号S1-S6从定位基站BS1-BS6传播至协调站COOS1-COOS6的初始飞行时间，可以得到在协调站COOS1-COOS6和定位基站BS1-BS6均位于初始位置时，定位基站BS1-BS6发射定位信号S1-S6的初始发射时刻。
再根据定位基站BS1-BS6发射定位信号S1-S6的初始发射时刻和预设的定位信号发射时间间隔，可以解算出以基准协调站COOS1的时钟为基准的定位基站BS1-BS6再次发射定位信号S1-S6的监测发射时刻TC11-TC16，并建立时刻表Time table1。
Time table1
S1 S2 S3 S4 S5 S6
TC11 TC12 TC13 TC14 TC15 TC16
同理，由于协调站COOS2-COOS6和定位基站BS1-BS6的初始地理位置已知，可以得到定位基站BS1-BS6与协调站COOS2-COOS6之间的距离，进而通过定位信号S1-S6的传播速度得到定位信号S1-S6在定位基站BS1-BS6和协调站COOS2-COOS6之间的飞行时间，再根据协调站COOS2-COOS6记录的定位信号S1-S6到达自身的时刻值，可以解算出以协调站COOS2-COOS6各自的时钟为基准的定位信号S1-S6发射时刻，并建立属于自身的时刻表Timetable2，以协调站COOS2为例，得到如下时刻表Time table2，并发送至协调站COOS2。
Time table2
S1 S2 S3 S4 S5 S6
TC21 TC22 TC23 TC24 TC25 TC26
定位系统100通过将时刻表Time table1和时刻表Time table2中相同的定位信号发射时刻值作差，可以得到协调站COOS2与基准协调站COOS1的时钟偏差ΔT21。在不存在测量误差的理想情况下，ΔT21＝TC11-TC21＝TC12-TC22＝TC13-TC23＝TC14-TC24＝TC15-TC25＝TC16-TC26。同理，可以得到协调站COOS3-COOS6与基准协调站COOS1的时钟偏差ΔT31-ΔT51。进而，协调站COOS2-COOS6根据时钟偏差ΔT21-ΔT51修正自身时钟。
基准协调站COOS1将定位基站BS1-BS6的发射时刻及位置列表发送至待定位装置MS。在一个实施例中，基准协调站COOS1向协调站COOS2-COOS6及待定位装置MS广播定位基站BS1-BS6的发射时刻及位置列表。其中，所述发射时刻为以基准协调站COOS1的时钟为基准，定位基站BS1-BS6的发射时刻及位置列表如下所示：
(x1,y1) (x2,y2) (x3,y3) (x4,y4) (x5,y5) (x6,y6)
TC11 TC12 TC13 TC14 TC15 TC16
在一个实施例中，待定位装置MS并未与基准协调站COOS1进行时钟同步，此时，待定位装置选择定位信号S1-S6中的至少3个定位信号到达自身的时间值做差值，得到定位信号到达自身的时间差，再根据与所述定位信号相对应的定位基站的位置坐标以及定位信号发射时刻，利用TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)定位算法解算自身位置坐标，TDOA到达时间差定位算法为本领域的现有技术，此处不再进行赘述。此时，待定位装置MS根据与协调站COOS2-COOS6获得其与基准协调站COOS1的时钟偏差相同的方法获得待定位装置MS与基准协调站COOS1的时钟偏差，进而修正自身的时钟。通过以上操作，实现了定位系统100中的定位基站BS1-BS6、协调站COOS1-COOS6以及待定位装置MS的时钟同步，因此，在后续的定位过程中，可以利用TOA(Time of Arrival，到达时间)定位算法实现对待定位装置MS的定位，TOA到达时间定位算法为本领域的现有技术，此处不再进行赘述。
在某些场景中，定位系统100中的定位基站BS1-BS6、协调站COOS1-COOS6的地理位置可能因为人为、自然等因素发生变化，当定位基站BS1-BS6地理位置发生变化时，在对待定位装置MS进行TOA定位时会产生较大的定位误差，此外，由于定位系统100需要定期进行时钟校验，以提高时钟同步的实时性，定位基站BS1-BS6、协调站COOS1-COOS6的地理位置变化也会带来时钟同步误差，进而影响定位精度。本发明所述的定位系统100还具有位移监测功能，即实时监测定位基站BS1-BS6、协调站COOS1-COOS6的地理位置变化情况，并计算发生变化的组件的地理位置。
图3给出用于定位系统100的位移监测方法300的流程图。在一个实施例中，定位系统100中的协调站可以不为6个，而可以仅为一个或者其它数量个。在又一实施例中，定位系统100中的定位基站至少为三个。所述位移监测方法300包括如下步骤：
步骤301：利用定位基站和协调站的初始位置，获得各个定位信号从位于初始位置的定位基站传播至位于初始位置的协调站的初始飞行时间；
步骤302：记录各个定位基站再次发射的定位信号到达协调站的监测接收时刻，根据监测接收时刻和各个定位基站再次发射定位信号的监测发射时刻，获得各个定位信号再次从定位基站传播至协调站的监测飞行时间；
在一个实施例中，步骤302包括：记录协调站和各个定位基站均位于初始位置时各个定位信号到达协调站的初始接收时刻；根据初始接收时刻和初始飞行时间，获得在协调站和各个定位基站均位于初始位置时各个定位基站发射定位信号的初始发射时刻；并根据各个定位信号的初始发射时刻和各个定位基站再次发射定位信号所预设的时间间隔获得各个定位基站再次发射定位信号的监测发射时刻。
步骤303：将对应于同一定位基站和协调站的监测飞行时间和初始飞行时间进行比较以获得多组时间变化信息；
在一个实施例中，步骤303中的多组时间变化信息构成飞行时间变化矩阵，所述飞行时间变化矩阵如图4所示，矩阵中的每一行表示其对应的协调站得到的定位信号监测飞行时间和定位信号初始飞行时间相比是否发生变化的情况，其中，“0”代表没有发生变化，“1”代表发生了变化。在一个实施例中，飞行时间变化矩阵中的每一行表示其对应的协调站得到的定位信号监测飞行时间与上一次得到的定位信号监测飞行时间相比是否发生变化的情况。
步骤304：根据各组时间变化信息判断各个定位基站或协调站的位置是否发生变化。
如图4实施例所示，协调站COOS3与定位基站BS1-BS6之间的时间变化信息表明，定位信号S1-S6传播至协调站COOS3的监测飞行时间和初始飞行时间均发生了变化，则判断协调站COOS3的地理位置发生了变化。定位基站BS6与协调站COOS1-COOS6之间的时间变化信息表明，定位信号S6传播至协调站COOS1-COOS6的监测飞行时间和初始飞行时间均发生了变化，则判断定位基站BS6的地理位置发生变化。协调站COOS5与定位基站BS2之间的时间变化信息表明，定位信号S2传播至协调站COOS5的监测飞行时间和初始飞行时间发生了变化，但协调站COOS5与定位基站BS1、定位基站BS3-BS6之间的时间变化信息表明，定位信号S1、S3-S6传播至协调站COOS5的监测飞行时间和初始飞行时间均未发生变化，则判断协调站COOS5的地理位置没有发生变化，其与定位基站BS2之间的监测飞行时间和初始飞行时间发生了变化可能是由于测量误差等其他因素引起的。在一个实施例中，可以采用多种统计方法进行判断，可用的定位基站、协调站的数量越多，统计结果越准确。
在一个实施例中，定位系统还包括待定位装置MS。在步骤304中，判断各个定位基站或协调站的位置是否发生变化，利用位置未发生变化的定位基站发射的定位信号到达定位待定位装置MS的时刻值和上述位置未发生变化的定位基站的位置信息来解算待定位装置的位置。此时，定位系统无需对位置发生变化的定位基站的位置坐标进行测量。
在一个实施例中，在对待定位装置进行定位时，还包括记录协调站和定位基站均位于初始位置时各个定位信号到达协调站的初始接收时刻，利用步骤301中获得的初始飞行时间和所述初始接收时刻，获得定位基站间的时钟偏差信息，并利用所述时钟偏差信息解算待定位装置MS的位置。又在一个实施例中，只需获得待定位装置MS选择的位置未发生变化的定位基站间的时钟偏差信息。
图5给出依据本发明的又一个实施例的用于定位系统100的位移监测方法500的流程图，所述位移监测方法500在图3所示的位移监测方法300的基础上还包括如下步骤：
步骤305：判断是否存在地理位置发生变化的协调站，若是，执行步骤306，若否，执行步骤307；
步骤306：选择总个数至少2个的地理位置没有发生变化的定位基站对地理位置发生变化的协调站进行定位；
如图4所示实施例，可利用定位基站BS1-BS3发射的定位信号S1-S3到达协调站COOS3的到达时刻，以及定位信号S1-S3的发射时刻进行定位。在一个实施例中，利用TDOA定位算法对位置发生变化的协调站进行定位。在一个实施例中，利用TOA定位算法对位置发生变化的协调站进行定位。
步骤307：判断是否存在地理位置发生变化的定位基站，若是，执行步骤308，若否，则结束；
步骤308：选择至少2个的地理位置没有发生变化的协调站对地理位置发生变化的定位基站进行定位；
如图4所示实施例，可利用地理位置没有发生变化的协调站COOS1、协调站COOS2和协调站COOS5接收到的定位基站BS6发射的定位信号S6到达自身的时刻值，以及定位信号S6的发射时刻，对定位基站BS6进行定位。
在一个实施例中，位移监测方法500还包括记录协调站和各个定位基站均位于初始位置时各个定位信号到达协调站的初始接收时刻，利用初始飞行时间和初始接收时刻，获得各个定位基站间的时钟偏差信息，进而实现各个定位基站的同步。
又在一个实施例中，以一个协调站，例如协调站COOS1，作为基准协调站，其余协调站为辅助协调站，记录基准协调站、辅助协调站和各个定位基站均位于初始位置时各个定位信号到达基准协调站和辅助协调站的初始接收时刻，并利用各个定位信号从位于初始位置的定位基站传播至位于初始位置的基准协调站的初始飞行时间和各个定位信号到达基准协调站的初始接收时刻，获得各个定位基站相对于基准协调站的第一时钟偏差信息；同理，利用各个定位信号从位于初始位置的定位基站传播至位于初始位置的基准协调站和辅助协调站的初始飞行时间以及各个定位信号到达基准协调站和辅助协调站的初始接收时刻，获得辅助协调站相对于基准协调站的第二时钟偏差信息；定位系统利用第一时钟偏差信息和第二时钟偏差信息实现各个定位基站和各个协调站间的同步。
又在一个实施例中，在执行完步骤304后，先执行步骤307和308，后执行步骤305和306，即先判断是否存在地理位置发生变化的定位基站，若存在，则对其进行定位；再判断是否存在地理位置发生变化的协调站，若存在，则对其进行定位。
又在一个实施例中，定位系统还包括待定位装置MS。在执行完步骤304后，先执行步骤307和308，即先判断是否存在地理位置发生变化的定位基站，若存在，则选择至少2个的地理位置没有发生变化的协调站对地理位置发生变化的定位基站进行定位。在一个实施例中，将重新定位的定位基站的位置信息发送至待定位装置MS，待定位装置MS利用至少两个定位基站的位置信息和定位信号到达自身的时刻值解算自身的位置信息。
又在一个实施例中，在对待定位装置MS进行定位时，还包括记录协调站和定位基站均位于初始位置时各个定位信号到达协调站的初始接收时刻，利用步骤301中获得的初始飞行时间和所述初始接收时刻，获得定位基站间的时钟偏差信息，并利用所述时钟偏差信息解算待定位装置MS的位置。又在一个实施例中，只需获得待定位装置MS选择的至少两个定位基站间的时钟偏差信息。
在一个实施例中，在对待定位装置MS进行定位时，还包括利用至少两个定位基站所发射的定位信号到达待定位装置的接收时刻值以及至少两个定位基站的位置信息，通过TDOA定位算法解算待定位装置MS的初始位置信息。又在一个实施例中，利用定位信号到达协调站和待定位装置MS的时刻值，以及待定位装置MS的初始位置、定位基站的位置和协调站的位置，获得待定位装置MS相对于所述协调站的时钟偏差信息。
又在一个实施例中，还包括利用所述时钟偏差信息、定位基站发射定位信号的发射时刻、定位信号到达待定位装置MS的时刻值以及各个定位基站的位置信息，通过TOA定位算法解算待定位装置MS的位置信息。
本发明公开的具有位移监测功能的时钟同步定位系统及其方法，通过在系统中设置协调站，能够实时监测定位基站的位置变化，并实现系统中各组件的时钟同步，进而实现对待定位装置MS的TOA定位，具有较高的定位精度，且能够适应环境变化对系统的影响。在本系统中，由于还可以对定位基站、协调站进行定位，因此也可以将定位基站、协调站放置于变化相对较少较慢的待定位装置上，例如山体、建筑物、水坝等，实现对其的监测。
如以上所提到的，虽然已经说明和描述了本发明的优选实施例，但在不背离本发明的精神和范围的情况下，可进行许多改变。由此，本发明的范围不由优选实施例的公开所限制。而是，应当完全参考随后的权利要求来确定本发明。

Claims (19)

1.一种用于定位系统的位移监测方法，其中，定位系统包括已知初始位置的多个定位基站和已知初始位置的协调站，各个定位基站发射定位信号，协调站接收各个定位信号，位移监测方法包括：
根据各个定位基站和协调站的初始位置，获得各个定位信号从位于初始位置的定位基站传播至位于初始位置的协调站的初始飞行时间；
记录各个定位基站再次发射的定位信号到达协调站的监测接收时刻，根据监测接收时刻和各个定位基站再次发射定位信号的监测发射时刻，获得各个定位信号再次从定位基站传播至协调站的监测飞行时间；
将对应于同一定位基站和协调站的监测飞行时间和初始飞行时间进行比较以获得多组时间变化信息；以及
根据各组时间变化信息判断各个定位基站或协调站的位置是否发生变化。
2.如权利要求1所述的位移监测方法，还包括：
记录协调站和各个定位基站均位于初始位置时各个定位信号到达协调站的初始接收时刻；
根据初始接收时刻和初始飞行时间，获得在协调站和各个定位基站均位于初始位置时各个定位基站发射定位信号的初始发射时刻；以及
根据各个定位信号的初始发射时刻和各个定位基站再次发射定位信号所预设的时间间隔获得各个定位基站再次发射定位信号的监测发射时刻。
3.如权利要求1所述的位移监测方法，其中，协调站具有多个，若各个定位信号传播至某一协调站的监测飞行时间和初始飞行时间相比，有多数个发生了变化，则判断该协调站位置发生了变化；若某一定位信号传播至各个协调站的监测飞行时间和初始飞行时间相比，有多数个发生了变化，则判断该定位信号对应的定位基站位置发生了变化。
4.如权利要求1所述的位移监测方法，还包括根据位置未发生变化的定位基站或协调站对位置发生变化的定位基站或协调站进行定位。
5.如权利要求4所述的位移监测方法，其中，若协调站的位置发生变化的，则位移监测方法还包括利用至少两个位置没有发生变化的定位基站对位置发生变化的协调站进行定位。
6.如权利要求5所述的位移监测方法，还包括记录协调站和各个定位基站均位于初始位置时各个定位信号到达协调站的初始接收时刻，利用初始飞行时间和初始接收时刻，获得各个定位基站间的时钟偏差信息，利用所述至少两个位置没有发生变化的定位基站间的时钟偏差信息对位置发生变化的协调站进行定位。
7.如权利要求4所述的位移监测方法，其中，协调站具有多个，若定位基站位置发生变化的，则位移监测方法还包括利用至少两个位置未发生变化的协调站对位置发生变化的定位基站进行定位。
8.如权利要求7所述的位移监测方法，还包括：
利用各个定位信号从位于初始位置的定位基站传播至位于初始位置的基准协调站和辅助协调站的初始飞行时间以及各个定位信号到达基准协调站和辅助协调站的初始接收时刻，获得辅助协调站相对于基准协调站的时钟偏差信息；以及
利用辅助协调站相对于基准协调站的时钟偏差信息对位置发生变化的定位基站进行定位。
9.如权利要求1-8所述的位移监测方法，其中，将定位基站或协调站置于待监测物体上，通过判断定位基站或协调站的位置是否发生变化以监测对应的待监测物体的位移变化情况。
10.一种用于定位系统的定位方法，其中，定位系统包括已知初始位置的多个定位基站和已知初始位置的协调站以及待定位的待定位装置，各个定位基站发射定位信号，协调站和待定位装置接收各个定位信号，定位方法包括：
判断各个定位基站或协调站的位置是否发生变化；以及
利用位置未发生变化的至少两个定位基站的位置信息和定位信号到达待定位装置的时刻值解算待定位装置的位置。
11.如权利要求10所述的定位方法，其中，判断各个定位基站或协调站的位置是否发生变化的步骤包括权利要求1至3中任意一项所述的位移监测方法。
12.如权利要求10所述的定位方法，其中，还包括：
根据定位基站和协调站的初始位置，获得各个定位信号从位于初始位置的定位基站传播至位于初始位置的协调站的初始飞行时间；
记录协调站和定位基站均位于初始位置时各个定位信号到达协调站的初始接收时刻；
利用初始飞行时间和初始接收时刻，获得位置未发生变化的至少两个定位基站间的时钟偏差信息；以及
利用时钟偏差信息解算待定位装置的位置。
13.一种用于定位系统的定位方法，其中，定位系统包括已知初始位置的多个定位基站和已知初始位置的协调站以及待定位的待定位装置，各个定位基站发射定位信号，协调站和待定位装置接收各个定位信号，定位方法包括：
判断各个定位基站或协调站的位置是否发生变化；
根据判断结果，利用至少两个位置未发生变化的协调站对位置发生变化的定位基站进行定位；以及
利用至少两个定位基站的位置信息和定位信号到达待定位装置的时刻值解算待定位装置的位置。
14.如权利要求13所述的定位方法，其中，判断各个定位基站或协调站的位置是否发生变化的步骤包括如权利要求1至3中任意一项所述的位移监测方法。
15.如权利要求13所述的定位方法，还包括：
根据定位基站和协调站的初始位置，获得各个定位信号从位于初始位置的定位基站传播至位于初始位置的协调站的初始飞行时间；
记录协调站和定位基站均位于初始位置时各个定位信号到达协调站的初始接收时刻；
利用初始飞行时间和初始接收时刻，获得所述至少两个定位基站间的时钟偏差信息；以及
利用所述至少两个定位基站间的时钟偏差信息解算待定位装置的位置。
16.如权利要求13所述的定位方法，还包括：
记录各个协调站和定位基站均位于初始位置时各个定位信号到达协调站的初始接收时刻；
根据定位基站和协调站的初始位置，获得各个定位信号从位于初始位置的定位基站传播至位于初始位置的协调站的初始飞行时间；
利用各个定位信号从位于初始位置的定位基站传播至位于初始位置的协调站的初始飞行时间以及各个定位信号到达协调站的初始接收时刻，获得所述至少两个位置未发生变化的协调站间的时钟偏差信息；以及
利用所述至少两个位置未发生变化的协调站间的时钟偏差信息对位置发生变化的定位基站进行定位。
17.如权利要求13所述的定位方法，其中，利用至少两个定位基站所发射的定位信号到达待定位装置的接收时刻值以及至少两个定位基站的位置信息，通过TDOA定位算法解算待定位装置的位置。
18.如权利要求17所述的定位方法，其中，利用定位信号到达协调站和待定位装置的时刻值，以及待定位装置的位置、定位基站的位置和协调站的位置，获得待定位装置相对于协调站的时钟偏差信息。
19.如权利要求18所述的定位方法，还包括利用待定位装置相对于协调站的时钟偏差信息、定位基站发射定位信号的发射时刻、定位信号到达待定位装置的时刻值以及各个定位基站的位置信息，通过TOA定位算法解算待定位装置的位置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114173277A (zh) * 2021-10-29 2022-03-11 四川中电昆辰科技有限公司 定位基站同步及位移监测系统及监测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102322829A (zh) * 2011-06-02 2012-01-18 重庆大学 基于超声波的围压空间形变覆盖性监测方法
US20130269255A1 (en) * 2012-04-02 2013-10-17 Cedes Ag Monitoring apparatus and pivoting door
CN103974200A (zh) * 2014-05-20 2014-08-06 保定市天河电子技术有限公司 基于移动节点接收信号时间间隔差的定位方法及装置
CN106028438A (zh) * 2016-05-18 2016-10-12 北京永安信通科技有限公司 基站时间同步算法的方法、装置和系统
CN106264531A (zh) * 2016-08-26 2017-01-04 江苏省计划生育科学技术研究所 节育器位移检测系统及方法
CN107087024A (zh) * 2017-04-10 2017-08-22 千寻位置网络有限公司 基于云计算的楼房变形监测方法及系统、云终端

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102322829A (zh) * 2011-06-02 2012-01-18 重庆大学 基于超声波的围压空间形变覆盖性监测方法
US20130269255A1 (en) * 2012-04-02 2013-10-17 Cedes Ag Monitoring apparatus and pivoting door
CN103974200A (zh) * 2014-05-20 2014-08-06 保定市天河电子技术有限公司 基于移动节点接收信号时间间隔差的定位方法及装置
CN106028438A (zh) * 2016-05-18 2016-10-12 北京永安信通科技有限公司 基站时间同步算法的方法、装置和系统
CN106264531A (zh) * 2016-08-26 2017-01-04 江苏省计划生育科学技术研究所 节育器位移检测系统及方法
CN107087024A (zh) * 2017-04-10 2017-08-22 千寻位置网络有限公司 基于云计算的楼房变形监测方法及系统、云终端

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
苗强等: "多基站无源定位技术在区域定位网络中的应用", 《现代雷达》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114173277A (zh) * 2021-10-29 2022-03-11 四川中电昆辰科技有限公司 定位基站同步及位移监测系统及监测方法

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