CN110730413A - 一种终端定位方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种终端定位方法和装置,所述方法包括:获取第一收发时刻信息,包括第一基站发送测距请求帧的时刻、第一基站接收测距应答帧的时刻、终端发送测距应答帧的时刻、终端接收测距请求帧的时刻、各个第二基站接收测距应答帧的时刻、各个第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述第一基站向所述终端以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述终端在接收到所述测距请求帧后,向所述第一基站和所述第二基站发送;根据所述第一收发时刻信息确定所述终端的位置信息。本申请实施例中,终端不需要一一与多个基站分别进行发送测距请求帧和接收测距应答帧的流程,整个方法减低了发送测距请求帧和接收测距应答帧所需要的功耗。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,特别是涉及一种终端定位方法和一种终端定位装置。
背景技术
物联网技术是继计算机和互联网之后的第三次信息技术革命,具有实时性和交互性等优点,已经被广泛应用于城市管理、数字家庭、定位导航、物流管理、安保系统等多个领域。其中,LoRa是物联网中一种基于扩频技术的超远距离传输方案,具有传输距离远、低功耗、多节点和低成本等特性。
定位是LoRa网络的重要应用。目前的定位方案包括基于TOA(Time of Arrival,到达时间)的定位方案和基于TDOA(Time Difference of Arrival,到达时间差)的定位方案。
基于TOA的定位方案,需要终端和多个基站分别做无线测距,每次测距都需要其中一个基站和终端进行测距无线帧请求帧和应答帧的收发,然后根据相关的收发时间和TOA定位算法计算终端的位置信息。如果要完成一次三维定位,终端至少依次要和4个基站进行测距。这种方案虽然测距精度较高,但会带来过高的无线发射功耗,而且移动终端用此方案定位时会带来很大误差。
基于TDOA的定位方案由终端广播无线帧,各个基站收到该无线帧的时刻会根据该基站与终端的距离不同而不同。根据相关的收发时刻以及TDOA定位算法可以计算终端的位置信息。这种方案因为基站间的时间同步的误差,精度往往不高而难以使用。
发明内容
鉴于上述问题,提出了本申请实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种终端定位方法和相应的一种终端定位装置。
为了解决上述问题,本申请实施例公开了一种终端定位方法,其中,所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述方法包括:
获取第一收发时刻信息;所述第一收发时刻信息包括所述第一基站发送测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距应答帧的时刻、所述终端发送测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述第一基站向所述终端以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述终端在接收到所述测距请求帧后,向所述第一基站和所述第二基站发送;
根据所述第一收发时刻信息确定所述终端的位置信息。
优选的,所述根据所述第一收发时刻信息确定所述终端的位置信息的步骤包括:
根据所述第一基站发送测距请求帧的时刻和所述第一基站接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离;所述第二距离为所述终端到所述第一基站的距离加上所述终端到该第二基站的距离;
根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息。
优选的,所述对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离的步骤包括:
对每一第二基站,根据该第二基站的接收测距应答帧的时刻、所述第一基站发送测距请求帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
优选的,所述第一收发时刻信息还包括:各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离的步骤包括:
对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、该第二基站接收测距请求帧的时刻、该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
优选的,所述根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息的步骤包括:
以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
对每一第二基站,以所述第一基站的位置信息和一个所述第二基站的位置信息为焦点,并且以所述第二距离为长轴,确定一与该第二基站对应的椭球面;
将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的椭球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
优选的,所述根据所述第一收发时刻信息确定所述终端的位置信息的步骤包括:
根据所述第一基站发送测距请求帧的时刻和所述第一基站接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离,所述第一基站的第一距离,该第二基站接收测距应答帧的时刻、该第二基站接收测距请求帧的时刻,所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站到所述终端的第三距离;
根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息。
优选的,所述根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息的步骤包括:
以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
对每一第二基站,以该第二基站的位置信息为圆心并且以对应的第三距离为半径,确定一与所述第二基站对应的球面;
将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
优选的,所述测距请求帧由所述第一基站同时向所述终端以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述终端在接收到所述测距请求帧后,同时向所述第一基站和所述第二基站发送。
本申请实施例还公开了一种终端定位方法,其中,所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述方法包括:
获取第二收发时刻信息;所述第二收发时刻信息包括所述终端发送测距请求帧的时刻、所述终端接收测距应答帧的时刻、所述第一基站发送测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述终端向所述第一基站以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述第一基站在接收到所述测距请求帧后,向所述终端和所述第二基站发送;
根据所述第二收发时刻信息确定所述终端的位置信息。
优选的,所述根据所述第二收发时刻信息确定所述终端的位置信息的步骤包括:
根据所述终端发送测距请求帧的时刻和所述终端接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离;所述第二距离为所述终端到所述第一基站的距离加上所述终端到该第二基站的距离;
根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息。
优选的,所述对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离的步骤包括:
对每一第二基站,根据该第二基站的接收测距应答帧的时刻、所述终端发送测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
优选的,所述第二收发时刻信息还包括:各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离的步骤包括:
对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、该第二基站接收测距请求帧的时刻、该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
优选的,所述根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息的步骤包括:
以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
对每一第二基站,以所述第一基站的位置信息和一个所述第二基站的位置信息为焦点,并且以所述第二距离为长轴,确定一与该第二基站对应的椭球面;
将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的椭球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
优选的,所述根据所述第二收发时刻信息确定所述终端的位置信息的步骤包括:
根据所述终端发送测距请求帧的时刻和所述终端接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离,所述第一基站的第一距离,该第二基站接收测距应答帧的时刻、该第二基站接收测距请求帧的时刻,所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站到所述终端的第三距离;
根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息。
优选的,所述根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息的步骤包括:
以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
对每一第二基站,以该第二基站的位置信息为圆心并且以对应的第三距离为半径,确定一与所述第二基站对应的球面;
将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
优选的,所述测距请求帧由所述终端同时向所述第一基站以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述第一基站在接收到所述测距请求帧后,同时向所述终端和所述第二基站发送。
本申请实施例还公开了一种终端定位装置,其中,所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述装置包括:
第一收发时刻信息获取模块,用于获取第一收发时刻信息;所述第一收发时刻信息包括所述第一基站发送测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距应答帧的时刻、所述终端发送测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述第一基站向所述终端以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述终端在接收到所述测距请求帧后,向所述第一基站和所述第二基站发送;
位置信息确定模块,用于根据所述第一收发时刻信息确定所述终端的位置信息。
优选的,所述位置信息确定模块包括:
第一距离计算子模块,用于根据所述第一基站发送测距请求帧的时刻和所述第一基站接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
第二距离计算子模块,用于对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离;所述第二距离为所述终端到所述第一基站的距离加上所述终端到该第二基站的距离;
第一位置信息确定子模块,用于根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息。
优选的,所述第二距离计算子模块包括:
第一距离计算单元,用于对每一第二基站,根据该第二基站的接收测距应答帧的时刻、所述第一基站发送测距请求帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
优选的,所述第一收发时刻信息还包括:各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述第二距离计算子模块包括:
第二距离计算单元,用于对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、该第二基站接收测距请求帧的时刻、该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
优选的,所述第一位置信息确定子模块包括:
第一球面确定单元,用于以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
椭球面确定单元,用于对每一第二基站,以所述第一基站的位置信息和一个所述第二基站的位置信息为焦点,并且以所述第二距离为长轴,确定一与该第二基站对应的椭球面;
第一位置信息确定单元,用于将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的椭球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
优选的,所述位置信息确定模块包括:
第三距离计算子模块,用于根据所述第一基站发送测距请求帧的时刻和所述第一基站接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
第四距离计算子模块,用于对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离,所述第一基站的第一距离,该第二基站接收测距应答帧的时刻、该第二基站接收测距请求帧的时刻,所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站到所述终端的第三距离;
第二位置信息确定子模块,用于根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息。
优选的,所述第二位置信息确定子模块包括:
第二球面确定单元,用于以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
第三球面确定单元,用于对每一第二基站,以该第二基站的位置信息为圆心并且以对应的第三距离为半径,确定一与所述第二基站对应的球面;
第二位置信息确定单元,用于将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
优选的,所述测距请求帧由所述第一基站同时向所述终端以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述终端在接收到所述测距请求帧后,同时向所述第一基站和所述第二基站发送。
本申请实施例还公开了一种终端定位装置,其中,所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述装置包括:
第二收发时刻信息获取模块,用于获取第二收发时刻信息;所述第二收发时刻信息包括所述终端发送测距请求帧的时刻、所述终端接收测距应答帧的时刻、所述第一基站发送测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述终端向所述第一基站以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述第一基站在接收到所述测距请求帧后,向所述终端和所述第二基站发送;
位置信息确定模块,用于根据所述第二收发时刻信息确定所述终端的位置信息。
优选的,所述位置信息确定模块包括:
第一距离计算子模块,用于根据所述终端发送测距请求帧的时刻和所述终端接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
第二距离计算子模块,用于对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离;所述第二距离为所述终端到所述第一基站的距离加上所述终端到该第二基站的距离;
第一位置信息确定子模块,用于根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息。
优选的,所述第二距离计算子模块包括:
第一距离计算单元,用于对每一第二基站,根据该第二基站的接收测距应答帧的时刻、所述终端发送测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
优选的,所述第二收发时刻信息还包括:各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述第二距离计算子模块包括:
第二距离计算单元,用于对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、该第二基站接收测距请求帧的时刻、该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
优选的,所述第一位置信息确定子模块包括:
第一球面确定单元,用于以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
椭球面确定单元,用于对每一第二基站,以所述第一基站的位置信息和一个所述第二基站的位置信息为焦点,并且以所述第二距离为长轴,确定一与该第二基站对应的椭球面;
第一位置信息确定单元,用于将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的椭球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
优选的,所述位置信息确定模块包括:
第三距离计算子模块,用于根据所述终端发送测距请求帧的时刻和所述终端接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
第四距离计算子模块,用于对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离,所述第一基站的第一距离,该第二基站接收测距应答帧的时刻、该第二基站接收测距请求帧的时刻,所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站到所述终端的第三距离;
第二位置信息确定子模块,用于根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息。
优选的,所述第二位置信息确定子模块包括:
第二球面确定单元,用于以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
第三球面确定单元,用于对每一第二基站,以该第二基站的位置信息为圆心并且以对应的第三距离为半径,确定一与所述第二基站对应的球面;
第二位置信息确定单元,用于将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
优选的,所述测距请求帧由所述终端同时向所述第一基站以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述第一基站在接收到所述测距请求帧后,同时向所述终端和所述第二基站发送。
本申请实施例还公开了一种装置,包括:
一个或多个处理器;和
其上存储有指令的一个或多个机器可读介质,当由所述一个或多个处理器执行时,使得所述装置执行如权上所述的一个或多个的方法。
本申请实施例还公开了一个或多个机器可读介质,其上存储有指令,当由一个或多个处理器执行时,使得所述处理器执行如上所述的一个或多个的方法。
本申请实施例包括以下优点:
本申请实施例的定位方法中,终端不需要一一与多个基站分别进行发送测距请求帧和接收测距应答帧的流程;终端只需要接收一个第一基站发送的测距请求帧,并且终端只需要发送一次测距应答帧;整个方法减低了发送测距请求帧和接收测距应答帧所需要的功耗,并且不依赖基站间的时间同步,使得时间延迟小,测距准确。
附图说明
图1是本申请的一种终端定位方法实施例一的步骤流程图;
图2是本申请的一种终端定位方法实施例二的步骤流程图;
图3是本申请实施例中终端定位方法的示意图;
图4是申请实施例中无线帧收发时刻的示意图;
图5是本申请的一种终端定位方法实施例三的步骤流程图;
图6是本申请的一种终端定位方法实施例四的步骤流程图;
图7是本申请实施例中终端定位方法的示意图;
图8是本申请的一种终端定位方法实施例五的步骤流程图;
图9是本申请的一种终端定位方法实施例六的步骤流程图;
图10本申请的一种终端定位装置实施例一的结构框图;
图11本申请的一种终端定位装置实施例二的结构框图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
LoRa网络包括终端节点、基站节点和服务器。终端具有LoRa网络连接能力,并接入该LoRa网络。根据该LoRa网络所部署的应用场景的不同,该终端可以包括不同的电子设备,比如,在该LoRa网络应用于城市管理中时,该终端可以包括智能电表;在该LoRa网络应用于数字家庭中时,该终端可以包括各种智能家电等等。
基站,在LoRa网络中又称为网关或者集中器,具有无线连接汇聚功能,包括终端提供接入LoRa网络的入口,对来自服务器或终端的数据进行转发,实现该终端与该服务器之间的数据交互。当然,基站也能够与处于该基站的信号覆盖范围内的其它基站通过传输无线帧的方式进行数据交互。
服务器可以包括一个服务器或者服务器集群,用于根据从基站或终端获取到的数据进行业务处理,以及对该基站或该终端的工作模式和工作状态进行控制。
参照图1,示出了本申请的一种终端定位方法实施例一的步骤流程图,其中所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述方法包括:具体可以包括如下步骤:
步骤101,获取第一收发时刻信息;所述第一收发时刻信息包括所述第一基站发送测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距应答帧的时刻、所述终端发送测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述第一基站向所述终端以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述终端在接收到所述测距请求帧后,向所述第一基站和所述第二基站发送;
在本申请实施例中,测距请求帧可以由第一基站同时向终端以及第二基站发送;测距应答帧可以由终端在接收到测距请求帧后,同时向第一基站和第二基站发送。
在本申请实施例中,第一基站可以广播发送测距请求帧,终端和至少一个第二基站能接收到该测距请求帧。
终端接收到该测距请求帧的时刻与终端到第一基站的距离相关;距离越远,测距请求帧的传输时间越长,终端接收到测距请求帧的时刻越晚。
第二基站接收到该测距请求帧的时刻与第二基站到第一基站的距离相关;距离越远,测距请求帧传输的时间越长,第二基站接收到测距请求帧的时刻越晚。
终端在接收到测距请求帧后广播测距应答帧,第一基站和至少一个第二基站可以接收到该测距应答帧。
第一基站接收到该测距应答帧的时刻与第一基站到终端的距离相关;距离越远,测距应答帧的传输时间越长,第一基站接收到测距应答帧的时刻越晚。
第二基站接收到该测距应答帧的时刻与第二基站到终端的距离相关;距离越远,测距应答帧的传输时间越长,第二基站接收到测距应答帧的时刻越晚。
在本申请实施例中,第一基站发送测距请求帧的时刻、第一基站接收测距应答帧的时刻、终端发送测距应答帧的时刻、终端接收测距请求帧的时刻、各个第二基站接收测距应答帧的时刻、各个第二基站接收测距请求帧的时刻都可以由服务器获取。
在本申请实施例中,发送无线帧(包括测距请求帧和测距应答帧)的时刻的定义是统一的,可以是以无线帧完全发送出去的时刻为准。
接收无线帧的时刻的定义也是统一的,可以是以刚刚接收到无线帧的时刻为准。
步骤102,根据所述第一收发时刻信息确定所述终端的位置信息。
在本申请实施例中,可以由服务器根据第一基站发送测距请求帧的时刻、第一基站接收测距应答帧的时刻、终端发送测距应答帧的时刻、终端接收测距请求帧的时刻、各个第二基站接收测距应答帧的时刻、各个第二基站接收测距请求帧的时刻,计算出终端的位置信息。
本申请实施例的定位方法中,终端不需要一一与多个基站分别进行发送测距请求帧和接收测距应答帧的流程;终端只需要接收一个第一基站发送的测距请求帧,并且终端只需要发送一次测距应答帧;整个方法减低了发送测距请求帧和接收测距应答帧所需要的功耗,并且不依赖基站间的时间同步,使得时间延迟小,测距准确。
参照图2,示出了本申请的一种终端定位方法实施例二的步骤流程图,其中所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述方法包括:具体可以包括如下步骤:
步骤201,获取第一收发时刻信息;所述第一收发时刻信息包括所述第一基站发送测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距应答帧的时刻、所述终端发送测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述第一基站向所述终端以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述终端在接收到所述测距请求帧后,向所述第一基站和所述第二基站发送;
在本申请实施例中,测距请求帧可以由第一基站同时向终端以及第二基站发送;测距应答帧可以由终端在接收到测距请求帧后,同时向第一基站和第二基站发送。
在本申请实施例中,第一基站可以广播发送测距请求帧,终端和至少一个第二基站能接收到该测距请求帧。
终端在接收到测距请求帧后广播测距应答帧,第一基站和至少一个第二基站可以接收到该测距应答帧。
在本申请实施例中,第一收发时刻信息都可以由服务器获取。
在本申请实施例中,发送无线帧(包括测距请求帧和测距应答帧)的时刻的定义是统一的,可以是以无线帧完全发送出去的时刻为准。
接收无线帧的时刻的定义也是统一的,可以是以刚刚接收到无线帧的时刻为准。
步骤202,根据所述第一基站发送测距请求帧的时刻和所述第一基站接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
具体的,可以按照到达时间TOA算法,采用第一基站发送测距请求帧的时刻和第一基站接收测距应答帧的时刻,计算终端与第一基站之间的第一距离。
第一基站与终端之间的第一距离可以表示为D1x,第一基站发送测距请求帧的时刻可以表示为T1,第一基站接收测距应答帧的时刻可以表示为Tx1,
TOA算法公式具体可以为:
D1x=C*(Tx1-T1)/2;
其中,C为光速。
步骤203,对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离;所述第二距离为所述终端到所述第一基站的距离加上所述终端到该第二基站的距离;
在本申请实施例中,将终端到第一基站的距离加上终端到第二基站的距离,作为该第二基站对应的第二距离。每一个第二基站对应的第二距离,可以根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、终端接收测距请求帧的时刻,以及终端发送测距应答帧的时刻计算得到。
在本申请实施例的一种示例中,所述步骤203可以包括:
对每一第二基站,根据该第二基站的接收测距应答帧的时刻、所述第一基站发送测距请求帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
具体的,第一基站可以与n个第二基站通信,n至少为1,第二基站对应的第二距离可以表示为Di,(2≤i≤1+n),第二基站接收测距应答帧的时刻可以表示为Txi,第一基站发送测距请求帧的时刻可以表示为T1,终端接收测距请求帧的时刻可以表示为T1x,终端发送测距应答帧的时刻可以表示为Tx。终端发送测距应答帧的时刻减去终端接收测距请求帧的时刻可以表示为△t(x),△t(x)=Tx-T1x;在△t(x)这段时间间隔内实际上没有帧在进行传输。
算法公式具体可以为:
Di=C*(Txi-T1-△t(x));
Txi-T1-△t(x)表示测距请求帧的传输时间加上测距应答帧的传输时间,将帧传输时间乘以光速即可以表示帧传输的距离。
在本申请实施例的另一种示例中,所述第一收发时刻信息还可以包括:各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述步骤203可以包括:
对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、该第二基站接收测距请求帧的时刻、该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
具体的,第一基站与n个第二基站通信,n至少为1,第二基站对应的第二距离可以表示为Di,(2≤i≤1+n),第一基站与第二基站的距离可以表示为D1i,第二基站接收测距请求帧的时刻可以表示为T1i,第二基站接收测距应答帧的时刻可以表示为Txi,终端接收测距请求帧的时刻可以表示为T1x,终端发送测距应答帧的时刻可以表示为Tx,△t(x)=Tx-T1x。
算法公式具体可以为:
Di=D1i+C*(Txi-T1i-△t(x))。
在已知各个第二基站与第一基站之间的距离的情况下,可以采用本示例的算法计算各个第二基站的第二距离。
步骤204,根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息。
在本申请实施例中,可以根据多次测距请求帧和测距应答收发流程中的第一收发时刻信息,多次计算终端到第一基站的第一距离和各个第二基站对应的第二距离;然后取多次计算得到的第一距离的平均值作为最终的第一距离,取多次计算得到的第二距离的平均值作为最终的第二距离,最后采用第一距离和第二距离来确定终端的位置信息。
在本申请实施例中,还可以根据每次测距请求帧和测距应答收发流程中的第一收发时刻信息,计算终端到第一基站的第一距离和各个第二基站对应的第二距离,然后采用第一距离和第二距离来确定终端的位置信息;最后将多次计算得到位置信息的平均值作为最终的终端的位置信息。
在本申请实施例中,所述步骤204可以包括如下子步骤:
子步骤S11,以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
球面由圆心和半径确定,与第一基站的距离为第一距离的终端在该球面上。
子步骤S12,对每一第二基站,以所述第一基站的位置信息和一个所述第二基站的位置信息为焦点,并且以所述第二距离为长轴,确定一与该第二基站对应的椭球面;
椭球面可以由两个焦点以及长轴确定,位于椭球面上的点到两个焦点的距离的和就是长轴的长度。终端与第一基站的距离加上该终端与第二基站的距离为第二距离的终端,在该椭球面上。
子步骤S13,将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的椭球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
第一基站对应的球面和各个第二基站对应的椭球面的交点是唯一的,该交点的位置就是终端的位置。
本申请实施例中,如果要实现三维空间定位,则至少需要4个基站(包括1个第一基站和3个第二基站),基站越多,误差越小,定位精度越高。
如果要实现二维平面定位,至少需要3个基站(包括1个第一基站和2个第二基站)。
如果要实现一维定位(比如在隧道定位等),至少需要2个基站(包括1个第一基站和1个第二基站)。
本申请实施例的定位方法中,终端不需要一一与多个基站分别进行发送测距请求帧和接收测距应答帧的流程;终端只需要接收一个第一基站发送的测距请求帧,并且终端只需要发送一次测距应答帧;整个方法减低了发送测距请求帧和接收测距应答帧所需要的功耗,并且不依赖基站间的时间同步,使得时间延迟小,测距准确。
为了使本领域技术人员能够更好地理解本申请实施例二,下面通过一个例子对本申请实施例加以说明:
参照图3所示为本申请实施例中终端定位方法的示意图。
基站包括基站1、基站2、基站3和基站4。终端可以与基站1进行一次测距器请求帧和测距应答帧的发收流程。
由基站1广播发送测距请求帧,基站2、基站3、基站4和终端可以接收到测距请求帧。
终端在接收到测距请求帧后,广播发送测距应答帧,基站1、基站2、基站3和基站4可以接收到测距应答帧。
参照图4所示为申请实施例中无线帧收发时刻的示意图。无线帧包括测距请求帧和测距应答帧,发送测距请求帧的时刻以测距请求帧完全发送出去的时刻为准,发送测距应答帧的时刻以测距应答帧完全发送出去的时刻为准,接收测距请求帧的时刻以刚刚接收到测距请求帧的时刻为准,接收测距应答帧的时刻以刚刚接收到测距应答帧的时刻为准。
基站1发送测距请求帧的时刻可以表示为T1;
基站1接收测距应答帧的时刻可以表示为Tx1;
终端接收测距请求帧的时刻可以表示为T1x;
终端发送测距应答帧的时刻可以表示为Tx;
基站2接收测距请求帧的时刻可以表示为T12;
基站2接收测距应答帧的时刻可以表示为Tx2;
基站3接收测距请求帧的时刻可以表示为T13;
基站3接收测距应答帧的时刻可以表示为Tx3;
基站4接收测距请求帧的时刻可以表示为T14;
基站4接收测距应答帧的时刻可以表示为Tx4;
基站1与终端之间的距离可以表示为D1x。
按照TOA算法,基站1与终端之间的距离可以D1x=C*(Tx1-T1)/2;以基站1为圆心,以D1x为半径,确定对应基站1的球面。
终端发送测距应答帧的时刻减去终端接收测距请求帧的时刻可以表示为△t(x),△t(x)=Tx-T1x;
终端与基站1之间的距离加上终端与基站2之间的距离可以表示为D2,基站1与基站2之间的距离可以表示为D12;则D2=D12+C*(Tx2-T12-△t(x)),或者,D2=C*(Tx2-T1-△t(x));以基站1和基站2为焦点,以D2为长轴,确定与基站2对应的椭球面。
终端与基站1之间的距离加上终端与基站3之间的距离可以表示为D3,基站1与基站3之间的距离可以表示为D13;D3=D13+C*(Tx3-T13-△t(x)),或者,D3=C*(Tx3-T1-△t(x));以基站1和基站3为焦点,以D3为长轴,确定与基站3对应的椭球面。终端与基站1之间的距离加上终端与基站4之间的距离可以表示为D4,基站1与基站4之间的距离可以表示为D14;D4=D14+C*(Tx4-T14-△t(x)),或者,D4=C*(Tx4-T1-△t(x));以基站1和基站4为焦点,以D4为长轴,确定与基站4对应的椭球面。
确定与基站1对应的球面,与基站2对应的椭球面,与基站3对应的椭球面,与基站4对应的椭球面的交点,交点位置则为终端的位置。
参照图5,示出了本申请的一种终端定位方法实施例三的步骤流程图,其中所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述方法包括:具体可以包括如下步骤:
步骤301,获取第一收发时刻信息;所述第一收发时刻信息包括所述第一基站发送测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距应答帧的时刻、所述终端发送测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述第一基站向所述终端以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述终端在接收到所述测距请求帧后,向所述第一基站和所述第二基站发送;
在本申请实施例中,测距请求帧可以由第一基站同时向终端以及第二基站发送;测距应答帧可以由终端在接收到测距请求帧后,同时向第一基站和第二基站发送。
在本申请实施例中,第一基站可以广播发送测距请求帧,终端和至少一个第二基站能接收到该测距请求帧。
终端在接收到测距请求帧后广播测距应答帧,第一基站和至少一个第二基站可以接收到该测距应答帧。
在本申请实施例中,第一收发时刻信息都可以由服务器获取。
在本申请实施例中,发送无线帧(包括测距请求帧和测距应答帧)的时刻的定义是统一的,可以是以无线帧完全发送出去的时刻为准。
接收无线帧的时刻的定义也是统一的,可以是以刚刚接收到无线帧的时刻为准。
步骤302,根据所述第一基站发送测距请求帧的时刻和所述第一基站接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
具体的,可以按照到达时间TOA算法,采用第一基站发送测距请求帧的时刻和第一基站接收测距应答帧的时刻,计算终端与第一基站之间的第一距离。
第一基站与终端之间的第一距离可以表示为D1x,第一基站发送测距请求帧的时刻可以表示为T1,第一基站接收测距应答帧的时刻可以表示为Tx1,
TOA算法公式具体可以为:
D1x=C*(Tx1-T1)/2;
其中,C为光速。
步骤303,对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离,所述第一基站的第一距离,该第二基站接收测距应答帧的时刻、该第二基站接收测距请求帧的时刻,所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站到所述终端的第三距离;
具体的,第一基站可以与n个第二基站通信,n至少为1,第二基站到终端的第三距离可以表示为Dk,(2≤k≤1+n),第一基站与第二基站的距离可以表示为D1k,第二基站接收测距应答帧的时刻可以表示为Txk、第二基站接收测距请求帧的时刻可以表示为T1k,终端接收测距请求帧的时刻可以表示为T1x,终端发送测距应答帧的时刻可以表示为Tx,△t(x)=Tx-T1x。
算法公式具体可以为:
Dk=D1x+C*(Txk-T1k-△t(x))-D1k。
步骤304,根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息。
在本申请实施例中,可以根据多次测距请求帧和测距应答收发流程中的第一收发时刻信息,多次计算终端到第一基站的第一距离和终端到各个第二基站的第三距离;然后取多次计算得到的第一距离的平均值作为最终的第一距离,取多次计算得到的第三距离的平均值作为最终的第三距离,最后采用第一距离和第三距离来确定终端的位置信息。
在本申请实施例中,还可以根据每次测距请求帧和测距应答收发流程中的第一收发时刻信息,计算终端到第一基站的第一距离和终端到各个第二基站的第三距离,然后采用第一距离和第三距离来确定终端的位置信息;最后将多次计算得到位置信息的平均值作为最终的终端的位置信息。
在本申请实施例中,所述步骤304可以包括如下子步骤:
子步骤S21,以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
球面由圆心和半径确定,与第一基站的距离为第一距离的终端在该球面上。
子步骤S22,对每一第二基站,以该第二基站的位置信息为圆心并且以对应的第三距离为半径,确定一与所述第二基站对应的球面;
球面由圆心和半径确定,与第二基站的距离为第三距离的终端在该球面上。
子步骤S23,将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
第一基站对应的球面和各个第二基站对应的球面的交点是唯一的,该交点的位置就是终端的位置。
本申请实施例中,如果要实现三维空间定位,则至少需要4个基站(包括1个第一基站和3个第二基站),基站越多,误差越小,定位精度越高。
如果要实现二维平面定位,至少需要3个基站(包括1个第一基站和2个第二基站)。
如果要实现一维定位(比如在隧道定位等),至少需要2个基站(包括1个第一基站和1个第二基站)。
本申请实施例的定位方法中,终端不需要一一与多个基站分别进行发送测距请求帧和接收测距应答帧的流程;终端只需要接收一个第一基站发送的测距请求帧,并且终端只需要发送一次测距应答帧;整个方法减低了发送测距请求帧和接收测距应答帧所需要的功耗,并且不依赖基站间的时间同步,使得时间延迟小,测距准确。
为了使本领域技术人员能够更好地理解本申请实施例三,下面通过一个例子对本申请实施例加以说明:
基站包括基站1、基站2、基站3和基站4。终端可以与基站1进行一次测距器请求帧和测距应答帧的发收流程。
由基站1广播发送测距请求帧,基站2、基站3、基站4和终端可以接收到测距请求帧。
终端x在接收到测距请求帧后,广播发送测距应答帧,基站1、基站2、基站3和基站4可以接收到测距应答帧。
基站1发送测距请求帧的时刻可以表示为T1;
基站1接收测距应答帧的时刻可以表示为Tx1;
终端接收测距请求帧的时刻可以表示为T1x;
终端发送测距应答帧的时刻可以表示为Tx;
基站2接收测距请求帧的时刻可以表示为T12;
基站2接收测距应答帧的时刻可以表示为Tx2;
基站3接收测距请求帧的时刻可以表示为T13;
基站3接收测距应答帧的时刻可以表示为Tx3;
基站4接收测距请求帧的时刻可以表示为T14;
基站4接收测距应答帧的时刻可以表示为Tx4;
基站1与终端之间的距离可以表示为D1x。
按照TOA算法,基站1与终端之间的距离可以D1x=C*(Tx1-T1)/2;以基站1为圆心,以D1x为半径,确定对应基站1的球面。
终端发送测距应答帧的时刻减去终端接收测距请求帧的时刻可以表示为△t(x),△t(x)=Tx-T1x;
终端与基站2之间的距离可以表示为D2x,基站1与基站2之间的距离可以表示为D12;按照TOA算法,基站2与终端之间的距离可以为D2x=D1x+C*(Tx2-T12-△t(x))-D12;以基站2为圆心,以D2x为半径,确定对应基站2的球面。
终端与基站3之间的距离可以表示为D3x,基站1与基站3之间的距离可以表示为D13;按照TOA算法,基站3与终端之间的距离可以为D3x=D1x+C*(Tx3-T13-△t(x))-D13;以基站3为圆心,以D3x为半径,确定对应基站3的球面。
终端与基站4之间的距离可以表示为D4,基站1与基站4之间的距离可以表示为D14;按照TOA算法,基站4与终端之间的距离可以为D4x=D1x+C*(Tx4-T14-△t(x))-D14;以基站4为圆心,以D4x为半径,确定对应基站4的球面。
确定与基站1对应的球面,与基站2对应的球面,与基站3对应的球面,与基站4对应的球面的交点,交点位置则为终端的位置。
在实施例一、实施例二、实施例三中测距请求帧都由第一基站同时向终端以及第二基站发送;测距应答帧都由终端在接收到测距请求帧后,同时向第一基站和第二基站发送。
除此之外,测距请求帧还可以由终端向第一基站以及第二基站发送;测距应答帧可以由第一基站在接收到测距请求帧后,向终端和第二基站发送;在这种方式下,终端位置信息的确定原理与上述实施例相同。
参照图6,示出了本申请的一种终端定位方法实施例四的步骤流程图,其中所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述方法包括:具体可以包括如下步骤:
步骤401,获取第二收发时刻信息;所述第二收发时刻信息包括所述终端发送测距请求帧的时刻、所述终端接收测距应答帧的时刻、所述第一基站发送测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述终端向所述第一基站以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述第一基站在接收到所述测距请求帧后,向所述终端和所述第二基站发送;
在本申请实施例中,测距请求帧可以由终端同时向第一基站以及第二基站发送;测距应答帧可以由第一基站在接收到测距请求帧后,同时向终端和第二基站发送。
参照图7所示为本申请实施例中终端定位方法的示意图。
基站包括基站1、基站2、基站3和基站4。终端可以与基站1进行一次测距器请求帧和测距应答帧的发收流程。
由终端广播发送测距请求帧,基站1、基站2、基站3和基站4可以接收到测距请求帧。
基站1在接收到测距请求帧后,广播发送测距应答帧,终端、基站1、基站2和基站3可以接收到测距应答帧。
步骤402,根据所述第二收发时刻信息确定所述终端的位置信息。
本申请实施例的定位方法中,终端不需要一一与多个基站分别进行发送测距请求帧和接收测距应答帧的流程;终端只需要发送一次测距请求帧,并且终端只需要接收一个第一基站发送的测距应答帧;整个方法减低了发送测距请求帧和接收测距应答帧所需要的功耗,并且不依赖基站间的时间同步,使得时间延迟小,测距准确。
参照图8,示出了本申请的一种终端定位方法实施例五的步骤流程图,其中所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述方法包括:具体可以包括如下步骤:
步骤501,获取第二收发时刻信息;所述第二收发时刻信息包括所述终端发送测距请求帧的时刻、所述终端接收测距应答帧的时刻、所述第一基站发送测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述终端向所述第一基站以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述第一基站在接收到所述测距请求帧后,向所述终端和所述第二基站发送;
在本申请实施例中,测距请求帧可以由终端同时向第一基站以及第二基站发送;测距应答帧可以由第一基站在接收到测距请求帧后,同时向终端和第二基站发送。
步骤502,根据所述终端发送测距请求帧的时刻和所述终端接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
具体的,可以按照到达时间TOA算法,采用终端发送测距请求帧的时刻和终端接收测距应答帧的时刻,计算终端与第一基站之间的第一距离。
第一基站与终端之间的第一距离可以表示为D1x,终端发送测距请求帧的时刻可以表示为Tx,终端接收测距应答帧的时刻可以表示为T1x,
TOA算法公式具体可以为:
D1x=C*(T1x-Tx)/2;
其中,C为光速。
步骤503,对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离;所述第二距离为所述终端到所述第一基站的距离加上所述终端到该第二基站的距离;
在本申请实施例的一种示例中,所述步骤503可以包括:
对每一第二基站,根据该第二基站的接收测距应答帧的时刻、所述终端发送测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
具体的,第一基站可以与n个第二基站通信,n至少为1,第二基站对应的第二距离可以表示为Di,(2≤i≤1+n),第二基站接收测距应答帧的时刻可以表示为T1i,终端发送测距请求帧的时刻可以表示为Tx,第一基站接收测距请求帧的时刻可以表示为Tx1,第一基站发送测距应答帧的时刻可以表示为T1。第一基站发送测距应答帧的时刻减去第一基站接收测距请求帧的时刻可以表示为△t(x),△t(x)=T1-Tx1;在△t(x)这段时间间隔内实际上没有帧在进行传输。
算法公式具体可以为:
Di=C*(T1i-Tx-△t(x));
T1i-Tx-△t(x)表示测距请求帧的传输时间加上测距应答帧的传输时间,将帧传输时间乘以光速即可以表示帧传输的距离。
在本申请实施例的另一种示例中,所述第二收发时刻信息还可以包括:各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述步骤503可以包括:
对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、该第二基站接收测距请求帧的时刻、该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
具体的,第一基站与n个第二基站通信,n至少为1,第二基站对应的第二距离可以表示为Di,(2≤i≤1+n),第一基站与第二基站的距离可以表示为D1i,第二基站接收测距请求帧的时刻可以表示为Txi,第二基站接收测距应答帧的时刻可以表示为T1i,第一基站接收测距请求帧的时刻可以表示为Tx1,第一基站发送测距应答帧的时刻可以表示为T1,△t(x)=T1-Tx1。
算法公式具体可以为:
Di=D1i+C*(T1i-Txi-△t(x))。
在已知各个第二基站与第一基站之间的距离的情况下,可以采用本示例的算法计算各个第二基站的第二距离。
步骤504,根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息。
在本申请实施例中,可以根据多次测距请求帧和测距应答收发流程中的第二收发时刻信息,多次计算终端到第一基站的第一距离和各个第二基站对应的第二距离;然后取多次计算得到的第一距离的平均值作为最终的第一距离,取多次计算得到的第二距离的平均值作为最终的第二距离,最后采用第一距离和第二距离来确定终端的位置信息。
在本申请实施例中,还可以根据每次测距请求帧和测距应答收发流程中的第二收发时刻信息,计算终端到第一基站的第一距离和各个第二基站对应的第二距离,然后采用第一距离和第二距离来确定终端的位置信息;最后将多次计算得到位置信息的平均值作为最终的终端的位置信息。
在本申请实施例中,所述步骤504可以包括如下子步骤:
子步骤S31,以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
子步骤S32,对每一第二基站,以所述第一基站的位置信息和一个所述第二基站的位置信息为焦点,并且以所述第二距离为长轴,确定一与该第二基站对应的椭球面;
子步骤S33,将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的椭球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
本申请实施例中,如果要实现三维空间定位,则至少需要4个基站(包括1个第一基站和3个第二基站),基站越多,误差越小,定位精度越高。
如果要实现二维平面定位,至少需要3个基站(包括1个第一基站和2个第二基站)。
如果要实现一维定位(比如在隧道定位等),至少需要2个基站(包括1个第一基站和1个第二基站)。
本申请实施例的定位方法中,终端不需要一一与多个基站分别进行发送测距请求帧和接收测距应答帧的流程;终端只需要发送一次测距请求帧,并且终端只需要接收一个第一基站发送的测距应答帧;整个方法减低了发送测距请求帧和接收测距应答帧所需要的功耗,并且不依赖基站间的时间同步,使得时间延迟小,测距准确。
参照图9,示出了本申请的一种终端定位方法实施例六的步骤流程图,其中所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述方法包括:具体可以包括如下步骤:
步骤601,获取第二收发时刻信息;所述第二收发时刻信息包括所述终端发送测距请求帧的时刻、所述终端接收测距应答帧的时刻、所述第一基站发送测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述终端向所述第一基站以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述第一基站在接收到所述测距请求帧后,向所述终端和所述第二基站发送;
在本申请实施例中,测距请求帧可以由终端同时向第一基站以及第二基站发送;测距应答帧可以由第一基站在接收到测距请求帧后,同时向终端和第二基站发送。
步骤602,根据所述终端发送测距请求帧的时刻和所述终端接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
具体的,可以按照到达时间TOA算法,采用终端发送测距请求帧的时刻和终端接收测距应答帧的时刻,计算终端与第一基站之间的第一距离。
第一基站与终端之间的第一距离可以表示为D1x,终端发送测距请求帧的时刻可以表示为Tx,终端接收测距应答帧的时刻可以表示为T1x,
TOA算法公式具体可以为:
D1x=C*(T1x-Tx)/2;
其中,C为光速。
步骤603,对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离,所述第一基站的第一距离,该第二基站接收测距应答帧的时刻、该第二基站接收测距请求帧的时刻,所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站到所述终端的第三距离;
具体的,第一基站可以与n个第二基站通信,n至少为1,第二基站到终端的第三距离可以表示为Dk,(2≤k≤1+n),第一基站与第二基站的距离可以表示为D1k,第二基站接收测距应答帧的时刻可以表示为T1k、第二基站接收测距请求帧的时刻可以表示为Txk,第一基站接收测距请求帧的时刻可以表示为Tx1,以及第一基站发送测距应答帧的时刻可以表示为T1,△t(x)=T1-Tx1。
算法公式具体可以为:
Dk=D1x+C*(T1k-Txk-△t(x))-D1k。
步骤604,根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息。
在本申请实施例中,可以根据多次测距请求帧和测距应答收发流程中的第二收发时刻信息,多次计算终端到第一基站的第一距离和终端到各个第二基站的第三距离;然后取多次计算得到的第一距离的平均值作为最终的第一距离,取多次计算得到的第三距离的平均值作为最终的第三距离,最后采用第一距离和第三距离来确定终端的位置信息。
在本申请实施例中,还可以根据每次测距请求帧和测距应答收发流程中的第二收发时刻信息,计算终端到第一基站的第一距离和终端到各个第二基站的第三距离,然后采用第一距离和第三距离来确定终端的位置信息;最后将多次计算得到位置信息的平均值作为最终的终端的位置信息。
在本申请实施例中,所述步骤604可以包括如下子步骤:
子步骤S41,以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
子步骤S42,对每一第二基站,以该第二基站的位置信息为圆心并且以对应的第三距离为半径,确定一与所述第二基站对应的球面;
子步骤S43,将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
第一基站对应的球面和各个第二基站对应的球面的交点是唯一的,该交点的位置就是终端的位置。
本申请实施例中,如果要实现三维空间定位,则至少需要4个基站(包括1个第一基站和3个第二基站),基站越多,误差越小,定位精度越高。
如果要实现二维平面定位,至少需要3个基站(包括1个第一基站和2个第二基站)。
如果要实现一维定位(比如在隧道定位等),至少需要2个基站(包括1个第一基站和1个第二基站)。
本申请实施例的定位方法中,终端不需要一一与多个基站分别进行发送测距请求帧和接收测距应答帧的流程;终端只需要发送一次测距请求帧,并且终端只需要接收一个第一基站发送的测距应答帧;整个方法减低了发送测距请求帧和接收测距应答帧所需要的功耗,并且不依赖基站间的时间同步,使得时间延迟小,测距准确。
需要说明的是,对于方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请实施例,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作并不一定是本申请实施例所必须的。
参照图10,示出了本申请的一种终端定位装置实施例一的结构框图,所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述装置具体可以包括如下模块:
第一收发时刻信息获取模块701,用于获取第一收发时刻信息;所述第一收发时刻信息包括所述第一基站发送测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距应答帧的时刻、所述终端发送测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述第一基站向所述终端以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述终端在接收到所述测距请求帧后,向所述第一基站和所述第二基站发送;
位置信息确定模块702,用于根据所述第一收发时刻信息确定所述终端的位置信息。
在本申请实施例中,所述位置信息确定模块702可以包括:
第一距离计算子模块,用于根据所述第一基站发送测距请求帧的时刻和所述第一基站接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
第二距离计算子模块,用于对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离;所述第二距离为所述终端到所述第一基站的距离加上所述终端到该第二基站的距离;
第一位置信息确定子模块,用于根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息。
在本申请实施例的一种示例中,所述第二距离计算子模块可以包括:
第一距离计算单元,用于对每一第二基站,根据该第二基站的接收测距应答帧的时刻、所述第一基站发送测距请求帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
在本申请实施例的另一种示例中,所述第一收发时刻信息还包括:各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述第二距离计算子模块包括:
第二距离计算单元,用于对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、该第二基站接收测距请求帧的时刻、该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
在本申请实施例中,所述第一位置信息确定子模块包括:
第一球面确定单元,用于以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
椭球面确定单元,用于对每一第二基站,以所述第一基站的位置信息和一个所述第二基站的位置信息为焦点,并且以所述第二距离为长轴,确定一与该第二基站对应的椭球面;
第一位置信息确定单元,用于将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的椭球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
在本申请实施例中,所述位置信息确定模块702可以包括:
第三距离计算子模块,用于根据所述第一基站发送测距请求帧的时刻和所述第一基站接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
第四距离计算子模块,用于对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离,所述第一基站的第一距离,该第二基站接收测距应答帧的时刻、该第二基站接收测距请求帧的时刻,所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站到所述终端的第三距离;
第二位置信息确定子模块,用于根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息。
在本申请实施例中,所述第二位置信息确定子模块可以包括:
第二球面确定单元,用于以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
第三球面确定单元,用于对每一第二基站,以该第二基站的位置信息为圆心并且以对应的第三距离为半径,确定一与所述第二基站对应的球面;
第二位置信息确定单元,用于将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
在本申请实施例中,所述测距请求帧由所述第一基站同时向所述终端以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述终端在接收到所述测距请求帧后,同时向所述第一基站和所述第二基站发送。
参照图11,示出了本申请的一种终端定位装置实施例二的结构框图,所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述装置具体可以包括如下模块:
第二收发时刻信息获取模块801,用于获取第二收发时刻信息;所述第二收发时刻信息包括所述终端发送测距请求帧的时刻、所述终端接收测距应答帧的时刻、所述第一基站发送测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述终端向所述第一基站以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述第一基站在接收到所述测距请求帧后,向所述终端和所述第二基站发送;
位置信息确定模块802,用于根据所述第二收发时刻信息确定所述终端的位置信息。
在本申请实施例中,所述位置信息确定模块802可以包括:
第一距离计算子模块,用于根据所述终端发送测距请求帧的时刻和所述终端接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
第二距离计算子模块,用于对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离;所述第二距离为所述终端到所述第一基站的距离加上所述终端到该第二基站的距离;
第一位置信息确定子模块,用于根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息。
在本申请实施例的一种示例中,所述第二距离计算子模块可以包括:
第一距离计算单元,用于对每一第二基站,根据该第二基站的接收测距应答帧的时刻、所述终端发送测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
在本申请实施例中,所述第二收发时刻信息还包括:各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述第二距离计算子模块可以包括:
第二距离计算单元,用于对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、该第二基站接收测距请求帧的时刻、该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
在本申请实施例中,所述第一位置信息确定子模块可以包括:
第一球面确定单元,用于以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
椭球面确定单元,用于对每一第二基站,以所述第一基站的位置信息和一个所述第二基站的位置信息为焦点,并且以所述第二距离为长轴,确定一与该第二基站对应的椭球面;
第一位置信息确定单元,用于将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的椭球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
在本申请实施例中,所述位置信息确定模块802可以包括:
第三距离计算子模块,用于根据所述终端发送测距请求帧的时刻和所述终端接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
第四距离计算子模块,用于对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离,所述第一基站的第一距离,该第二基站接收测距应答帧的时刻、该第二基站接收测距请求帧的时刻,所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站到所述终端的第三距离;
第二位置信息确定子模块,用于根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息。
在本申请实施例中,所述第二位置信息确定子模块可以包括:
第二球面确定单元,用于以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
第三球面确定单元,用于对每一第二基站,以该第二基站的位置信息为圆心并且以对应的第三距离为半径,确定一与所述第二基站对应的球面;
第二位置信息确定单元,用于将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
在本申请实施例中,所述测距请求帧由所述终端同时向所述第一基站以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述第一基站在接收到所述测距请求帧后,同时向所述终端和所述第二基站发送。
对于装置实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,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。
本申请实施例还提供了一种装置,包括:
一个或多个处理器;和
其上存储有指令的一个或多个机器可读介质,当由所述一个或多个处理器执行时,使得所述装置执行本申请实施例所述的方法。
本申请实施例还提供了一个或多个机器可读介质,其上存储有指令,当由一个或多个处理器执行时,使得所述处理器执行本申请实施例所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白,本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上,使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
最后,还需要说明的是,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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。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、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的一种终端定位方法和一种终端定位装置,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (34)
1.一种终端定位方法,其特征在于,所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述方法包括:
获取第一收发时刻信息;所述第一收发时刻信息包括所述第一基站发送测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距应答帧的时刻、所述终端发送测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述第一基站向所述终端以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述终端在接收到所述测距请求帧后,向所述第一基站和所述第二基站发送;
根据所述第一收发时刻信息确定所述终端的位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一收发时刻信息确定所述终端的位置信息的步骤包括:
根据所述第一基站发送测距请求帧的时刻和所述第一基站接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离;所述第二距离为所述终端到所述第一基站的距离加上所述终端到该第二基站的距离;
根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离的步骤包括:
对每一第二基站,根据该第二基站的接收测距应答帧的时刻、所述第一基站发送测距请求帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一收发时刻信息还包括:各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离的步骤包括:
对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、该第二基站接收测距请求帧的时刻、该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息的步骤包括:
以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
对每一第二基站,以所述第一基站的位置信息和一个所述第二基站的位置信息为焦点,并且以所述第二距离为长轴,确定一与该第二基站对应的椭球面;
将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的椭球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一收发时刻信息确定所述终端的位置信息的步骤包括:
根据所述第一基站发送测距请求帧的时刻和所述第一基站接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、所述第一基站的第一距离、该第二基站接收测距应答帧的时刻、该第二基站接收测距请求帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站到所述终端的第三距离;
根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息的步骤包括:
以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
对每一第二基站,以该第二基站的位置信息为圆心并且以对应的第三距离为半径,确定一与所述第二基站对应的球面;
将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述测距请求帧由所述第一基站同时向所述终端以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述终端在接收到所述测距请求帧后,同时向所述第一基站和所述第二基站发送。
9.一种终端定位方法,其特征在于,所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述方法包括:
获取第二收发时刻信息;所述第二收发时刻信息包括所述终端发送测距请求帧的时刻、所述终端接收测距应答帧的时刻、所述第一基站发送测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述终端向所述第一基站以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述第一基站在接收到所述测距请求帧后,向所述终端和所述第二基站发送;
根据所述第二收发时刻信息确定所述终端的位置信息。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述根据所述第二收发时刻信息确定所述终端的位置信息的步骤包括:
根据所述终端发送测距请求帧的时刻和所述终端接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离;所述第二距离为所述终端到所述第一基站的距离加上所述终端到该第二基站的距离;
根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离的步骤包括:
对每一第二基站,根据该第二基站的接收测距应答帧的时刻、所述终端发送测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
12.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述第二收发时刻信息还包括:各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离的步骤包括:
对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、该第二基站接收测距请求帧的时刻、该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息的步骤包括:
以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
对每一第二基站,以所述第一基站的位置信息和一个所述第二基站的位置信息为焦点,并且以所述第二距离为长轴,确定一与该第二基站对应的椭球面;
将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的椭球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
14.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述根据所述第二收发时刻信息确定所述终端的位置信息的步骤包括:
根据所述终端发送测距请求帧的时刻和所述终端接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、所述第一基站的第一距离、该第二基站接收测距应答帧的时刻、该第二基站接收测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站到所述终端的第三距离;
根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息的步骤包括:
以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
对每一第二基站,以该第二基站的位置信息为圆心并且以对应的第三距离为半径,确定一与所述第二基站对应的球面;
将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
16.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述测距请求帧由所述终端同时向所述第一基站以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述第一基站在接收到所述测距请求帧后,同时向所述终端和所述第二基站发送。
17.一种终端定位装置,其特征在于,所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述装置包括:
第一收发时刻信息获取模块,用于获取第一收发时刻信息;所述第一收发时刻信息包括所述第一基站发送测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距应答帧的时刻、所述终端发送测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述第一基站向所述终端以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述终端在接收到所述测距请求帧后,向所述第一基站和所述第二基站发送;
位置信息确定模块,用于根据所述第一收发时刻信息确定所述终端的位置信息。
18.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述位置信息确定模块包括:
第一距离计算子模块,用于根据所述第一基站发送测距请求帧的时刻和所述第一基站接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
第二距离计算子模块,用于对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离;所述第二距离为所述终端到所述第一基站的距离加上所述终端到该第二基站的距离;
第一位置信息确定子模块,用于根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息。
19.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述第二距离计算子模块包括:
第一距离计算单元,用于对每一第二基站,根据该第二基站的接收测距应答帧的时刻、所述第一基站发送测距请求帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
20.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述第一收发时刻信息还包括:各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述第二距离计算子模块包括:
第二距离计算单元,用于对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、该第二基站接收测距请求帧的时刻、该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
21.根据权利要求19或20所述的装置,其特征在于,所述第一位置信息确定子模块包括:
第一球面确定单元,用于以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
椭球面确定单元,用于对每一第二基站,以所述第一基站的位置信息和一个所述第二基站的位置信息为焦点,并且以所述第二距离为长轴,确定一与该第二基站对应的椭球面;
第一位置信息确定单元,用于将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的椭球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
22.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述位置信息确定模块包括:
第三距离计算子模块,用于根据所述第一基站发送测距请求帧的时刻和所述第一基站接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
第四距离计算子模块,用于对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、所述第一基站的第一距离、该第二基站接收测距应答帧的时刻、该第二基站接收测距请求帧的时刻、所述终端接收测距请求帧的时刻,以及所述终端发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站到所述终端的第三距离;
第二位置信息确定子模块,用于根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息。
23.根据权利要求22所述的装置,其特征在于,所述第二位置信息确定子模块包括:
第二球面确定单元,用于以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
第三球面确定单元,用于对每一第二基站,以该第二基站的位置信息为圆心并且以对应的第三距离为半径,确定一与所述第二基站对应的球面;
第二位置信息确定单元,用于将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
24.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述测距请求帧由所述第一基站同时向所述终端以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述终端在接收到所述测距请求帧后,同时向所述第一基站和所述第二基站发送。
25.一种终端定位装置,其特征在于,所述终端与一个第一基站通信,所述第一基站与至少一个第二基站通信,所述装置包括:
第二收发时刻信息获取模块,用于获取第二收发时刻信息;所述第二收发时刻信息包括所述终端发送测距请求帧的时刻、所述终端接收测距应答帧的时刻、所述第一基站发送测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻、各个所述第二基站接收测距应答帧的时刻、各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述测距请求帧由所述终端向所述第一基站以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述第一基站在接收到所述测距请求帧后,向所述终端和所述第二基站发送;
位置信息确定模块,用于根据所述第二收发时刻信息确定所述终端的位置信息。
26.根据权利要求25所述的装置,其特征在于,所述位置信息确定模块包括:
第一距离计算子模块,用于根据所述终端发送测距请求帧的时刻和所述终端接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
第二距离计算子模块,用于对每一第二基站,根据该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离;所述第二距离为所述终端到所述第一基站的距离加上所述终端到该第二基站的距离;
第一位置信息确定子模块,用于根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第二距离,确定所述终端的位置信息。
27.根据权利要求26所述的装置,其特征在于,所述第二距离计算子模块包括:
第一距离计算单元,用于对每一第二基站,根据该第二基站的接收测距应答帧的时刻、所述终端发送测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
28.根据权利要求26所述的装置,其特征在于,所述第二收发时刻信息还包括:各个所述第二基站接收测距请求帧的时刻;所述第二距离计算子模块包括:
第二距离计算单元,用于对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、该第二基站接收测距请求帧的时刻、该第二基站接收测距应答帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站对应的第二距离。
29.根据权利要求27或28所述的装置,其特征在于,所述第一位置信息确定子模块包括:
第一球面确定单元,用于以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
椭球面确定单元,用于对每一第二基站,以所述第一基站的位置信息和一个所述第二基站的位置信息为焦点,并且以所述第二距离为长轴,确定一与该第二基站对应的椭球面;
第一位置信息确定单元,用于将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的椭球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
30.根据权利要求25所述的装置,其特征在于,所述位置信息确定模块包括:
第三距离计算子模块,用于根据所述终端发送测距请求帧的时刻和所述终端接收测距应答帧的时刻,计算所述终端到所述第一基站的第一距离;
第四距离计算子模块,用于对每一第二基站,根据已知的该第二基站与所述第一基站的距离、所述第一基站的第一距离、该第二基站接收测距应答帧的时刻、该第二基站接收测距请求帧的时刻、所述第一基站接收测距请求帧的时刻,以及所述第一基站发送测距应答帧的时刻,计算该第二基站到所述终端的第三距离;
第二位置信息确定子模块,用于根据所述第一距离以及各个所述第二基站对应的第三距离,确定所述终端的位置信息。
31.根据权利要求30所述的装置,其特征在于,所述第二位置信息确定子模块包括:
第二球面确定单元,用于以所述第一基站的位置信息为圆心并且以所述第一距离为半径,确定一与所述第一基站对应的球面;
第三球面确定单元,用于对每一第二基站,以该第二基站的位置信息为圆心并且以对应的第三距离为半径,确定一与所述第二基站对应的球面;
第二位置信息确定单元,用于将所述第一基站对应的球面,以及各个所述第二基站对应的球面的交点的位置信息,确定为所述终端的位置信息。
32.根据权利要求25所述的装置,其特征在于,所述测距请求帧由所述终端同时向所述第一基站以及所述第二基站发送;所述测距应答帧由所述第一基站在接收到所述测距请求帧后,同时向所述终端和所述第二基站发送。
33.一种装置,其特征在于,包括:
一个或多个处理器;和
其上存储有指令的一个或多个机器可读介质,当由所述一个或多个处理器执行时,使得所述装置执行如权利要求1-8或9-16所述的一个或多个的方法。
34.一个或多个机器可读介质,其上存储有指令,当由一个或多个处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1-8或9-16所述的一个或多个的方法。
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