CN112068072B - 多天线联合的定位方法和装置、存储介质及电子装置 - Google Patents

多天线联合的定位方法和装置、存储介质及电子装置 Download PDF

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CN112068072B CN202010790822.XA CN202010790822A CN112068072B CN 112068072 B CN112068072 B CN 112068072B CN 202010790822 A CN202010790822 A CN 202010790822A CN 112068072 B CN112068072 B CN 112068072B
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Abstract

本发明公开了一种多天线联合的定位方法和装置、存储介质及电子装置,其中,上述方法包括:获取目标信源相对于多个天线的多个方向矢量,并根据所述多个方向矢量确定多个空间定位坐标;其中,所述多个方向矢量均是根据所述目标信源的定位角度描述的方向矢量;确定所述多个天线中的每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差,得到多个角度偏差;根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个角度偏差对所述目标信源进行联合定位,以确定所述目标信源的联合定位结果,采用上述技术方案,解决了相关技术中,无法准确的根据多个天线对信源进行准确定位等问题。

Description

多天线联合的定位方法和装置、存储介质及电子装置
技术领域
本发明涉及通信领域,具体而言,涉及一种多天线联合的定位方法和装置、存储介质及电子装置。
背景技术
相关技术中,阵列天线是许多相同的单个天线(下文中称为阵元)按一定规律排列组成的天线系统,其中,基于阵列天线的定位系统是依靠确定每个天线的各个通道的相差来获取信源方向的定位角度,然后利用几何关系,确定得到信源的空间坐标,但由于各个阵元对应的微带线(由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线),射频线(一种视频线,外面一层不仅绝限,还抗电磁干扰,传输的信号稳定,不会受外界的干扰出现杂波)等电路延时的差异造成射频信号从天线传输到后端采集芯片就具有不同的时间延迟,从而造成采集到的各个通道数字信号之间的相位差异不能反应信源到阵列天线平面的各个阵元之间的实际相位差,进而无法对信源进行准确定位。
针对相关技术中,无法准确的根据多个天线对信源进行准确定位等问题,尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种多天线联合的定位方法和装置、存储介质及电子装置,以至少解决相关技术中,无法准确的根据多个天线对信源进行准确定位等问题。
根据本发明实施例的一个方面,提供了一种多天线联合的定位方法,上述方法包括:获取目标信源相对于多个天线的多个方向矢量,并根据所述多个方向矢量确定多个空间定位坐标;其中,所述多个方向矢量均是根据所述目标信源的定位角度描述的方向矢量;确定所述多个天线中的每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差,得到多个角度偏差;根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个角度偏差对所述目标信源进行联合定位,以确定所述目标信源的联合定位结果。
可选地,根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个角度偏差对所述目标信源进行联合定位,以确定所述目标信源的联合定位结果,包括:在通过每一个天线相对于所述目标信源的定位角度标准差指示所述角度偏差的情况下,根据多个定位角度标准差确定所述每一个天线相对于所述目标信源的定位坐标标准差,以确定多个定位坐标标准差;根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个定位坐标标准差确定所述目标信源的联合定位结果。
可选地,根据确定的所述多个空间定位坐标和所述定位坐标标准差确定所述目标信源的联合定位结果,包括:根据所述每一个天线对所述目标信源的定位坐标标准差确定所述目标信源的定位坐标标准差;根据所述每一个天线对所述目标信源的定位坐标标准差,所述多个空间定位坐标和所述目标信源的定位坐标标准差确定所述目标信源的联合定位结果。
可选地,根据以下公式确定所述目标信源的联合定位结果(Px,Py,Pz):
Figure BDA0002623685120000021
Figure BDA0002623685120000022
Figure BDA0002623685120000023
其中,所述多个天线为M个天线,所述每一个天线为M个天线中的第i个天线,(Pix,Piy,Piz)表示所述M个空间定位坐标,σix,σiy,σiz为所述第i个天线对目标信源的定位坐标标准差,σx,σy,σz为所述目标信源的定位坐标标准差,M和i均为正整数,且M大于1,i小于或等于M。
可选地,所述多个天线为M个天线,所述每一个天线为M个天线中的第i个天线,根据所述多个方向矢量确定多个空间定位坐标,包括:
根据以下公式确定所述M个空间定位坐标:
Figure BDA0002623685120000031
其中,αi为第i个天线定位得到的方向矢量的横向定位角度;βi为第i个天线定位得到的方向矢量的纵向定位角度;POSix,POSiy,POSiz分别表示第i个天线对目标信源的定位角度转化为第i个天线对所述空间定位坐标(Pix,Piy,Piz)的转换函数。
可选地,根据第i个天线对所述目标信源的定位角度的标准差确定第i个天线对目标信源的定位坐标标准差(σix,σiy,σiz),包括:
根据以下公式确定所述定位坐标标准差(σix,σiy,σiz):
Figure BDA0002623685120000032
,其中,σ,σ分别表示所述横向定位角度的标准差和所述纵向定位角度的标准差。
可选地,所述多个天线为M个天线,所述每一个天线为M个天线中的第i个天线,根据确定的所述多个空间定位坐标和所述定位坐标标准差确定所述目标信源的联合定位结果之后,所述方法还包括:根据所述联合定位结果确定M个天线的平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000041
在所述平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000042
大于预设阈值的情况下,修正所述M个天线的天线阵元的相位延迟参数;其中,修正所述M个天线的天线阵元的相位延迟参数,包括:根据所述目标信源的联合定位结果确定所述M个天线中的目标天线相对于所述目标信源的目标方向矢量;
根据所述目标方向矢量确定所述目标天线的任意一个天线的相位延迟参数,以确定所述M个天线中其它天线的相位延迟参数;获取k个天线的相位延迟参数的平均值,将所述相位延迟参数的平均值作为修正所述M个天线的相位延迟参数,其中,k为小于或等于M的正整数,其中,根据所述联合定位结果确定所述M个天线的平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000043
包括:根据以下确定公式确定所述平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000044
其中,根据以下公式确定M个天线对应的N次定位中的第k次定位偏差Δk
Figure BDA0002623685120000045
,其中,σix,σiy,σiz为所述第i个天线对目标信源的定位坐标标准差,(Pix,Piy,Piz)表示所述M个空间定位坐标,(Px,Py,Pz)为所述联合定位结果,其中,N为大于k的正整数,其中,确定联合定位结果的步骤执行了k次,所述方法还包括:
根据第k次联合定位结果,确定目标信源相对于所述M个天线中第i个天线的方向矢量:
Figure BDA0002623685120000046
其中,α′i,k为第k次联合定位时,由第k次联合定位结果确定的第i个天线的横向定位角度;βi,k′为第k次联合定位时,由第k次联合定位结果确定的第i个天线的纵向定位角度;
根据以下公式确定第L个天线的第k次定位时的固有相位延迟:
Figure BDA0002623685120000051
其中,xl为所述第L个天线在阵元直角坐标系下的X轴坐标,yl为所述第L个天线在阵元直角坐标系下的Y轴坐标,x1为第1个天线在阵元直角坐标系下的X轴坐标,y1为所述第L个天线在阵元直角坐标系下的Y轴坐标;
根据以下公式确定第L个天线的固有相位延迟:
Figure BDA0002623685120000052
根据本发明的另一个实施例,还提供了一种多天线联合的定位装置,包括:波达方向确定模块,用于获取目标信源相对于多个天线的多个方向矢量,并根据所述多个方向矢量确定多个空间定位坐标;其中,所述多个方向矢量均是根据所述目标信源的定位角度描述的方向矢量;多天线联合定位模块,用于确定所述多个天线中的每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差,得到多个角度偏差;以及根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个角度偏差对所述目标信源进行联合定位,以确定所述目标信源的联合定位结果。
可选地,所述多个天线为M个天线,所述装置还包括:固有相位确定模块,用于根据所述联合定位结果确定M个天线的平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000053
固有相位修正模块,用于在所述平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000054
大于预设阈值的情况下,修正所述M个天线的天线阵元的相位延迟参数。
根据本发明实施例的又一方面,还提供了一种计算机可读的存储介质,该计算机可读的存储介质中存储有计算机程序,其中,该计算机程序被设置为运行时执行上述多天线联合的定位方法。
根据本发明实施例的又一方面,还提供了一种电子装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其中,上述处理器通过计算机程序执行上述的多天线联合的定位方法。
在本发明实施例中,获取目标信源相对于多个天线的多个方向矢量,并根据所述多个方向矢量确定多个空间定位坐标;确定所述多个天线中的每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差,得到多个角度偏差;以及根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个角度偏差对所述目标信源进行联合定位,以确定所述目标信源的联合定位结果,也就是说,在本发明实施例中,可以根据目标信源相对于多个天线的多个空间定位坐标,以及每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差来对目标信源进行联合定位,采用上述技术方案,解决了相关技术中,无法准确的根据多个天线对信源进行准确定位等问题,进而实现多天线准确的对信源进行定位。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是根据本发明实施例的一种多天线联合的定位方法的流程示意图;
图2是根据本发明可选实施例的一种典型的阵列定位天线的示意图;
图3根据本发明可选实施例的一种多天线构成的联合定位系统的架构示意图;
图4根据本发明可选实施例的一种由三个天线构成的定位系统的架构示意图;
图5根据本发明可选实施例的一种可选的天线的阵元结构示意图;
图6为根据本发明可选实施例的一种自修正多天线联合定位方法的装置的结构示意图;
图7是根据本发明实施例的多天线联合的定位装置的结构框图;
图8是根据本发明实施例的一种可选的电子装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,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的实施例,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明实施中,图1是根据本发明实施例的一种多天线联合的定位方法的流程示意图,如图1所示,上述多天线联合的定位方法的流程可以包括步骤:
步骤S102,获取目标信源相对于多个天线的多个方向矢量,并根据所述多个方向矢量确定多个空间定位坐标;其中,所述多个方向矢量均是根据所述目标信源的定位角度描述的方向矢量;
步骤S104,确定所述多个天线中的每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差,得到多个角度偏差;
步骤S106,根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个角度偏差对所述目标信源进行联合定位,以确定所述目标信源的联合定位结果。
在本发明实施例中,获取目标信源相对于多个天线的多个方向矢量,并根据所述多个方向矢量确定多个空间定位坐标;确定所述多个天线中的每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差,得到多个角度偏差;以及根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个角度偏差对所述目标信源进行联合定位,以确定所述目标信源的联合定位结果,也就是说,在本发明实施例中,可以根据目标信源相对于多个天线的多个空间定位坐标,以及每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差来对目标信源进行联合定位,采用上述技术方案,解决了相关技术中,无法准确的根据多个天线对信源进行准确定位等问题,进而实现多天线准确的对信源进行定位。为了便于理解,上述多个天线为M个天线,所述每一个天线为M个天线中的第i个天线,M和i均为正整数,且M大于1,i小于或等于M。
上述步骤S106有多种实现方式,在一个可选实施例中,在通过每一个天线相对于所述目标信源的定位角度标准差指示所述角度偏差的情况下,根据多个定位角度标准差确定所述每一个天线相对于所述目标信源的定位坐标标准差,以确定多个定位坐标标准差;根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个定位坐标标准差确定所述目标信源的联合定位结果,即可以将每一个天线相对于所述目标信源的定位角度标准差作为角度偏差引入到多天线联合定位的过程中。
进一步地,根据确定的所述多个空间定位坐标和所述定位坐标标准差确定所述目标信源的联合定位结果,可以通过以下方案实现:根据所述每一个天线对所述目标信源的定位坐标标准差确定所述目标信源的定位坐标标准差;根据所述每一个天线对所述目标信源的定位坐标标准差,所述多个空间定位坐标和所述目标信源的定位坐标标准差确定所述目标信源的联合定位结果,具体地,可以通过以下方案实现:
根据以下公式确定所述目标信源的联合定位结果(Px,Py,Pz):
Figure BDA0002623685120000091
Figure BDA0002623685120000092
Figure BDA0002623685120000093
其中,(Pix,Piy,Piz)表示所述M个空间定位坐标,可以理解的是,在i取值从1到M的情况下,(Pix,Piy,Piz)分别代表M个空间定位坐标,σix,σiy,σiz为所述第i个天线对目标信源的定位坐标标准差,σx,σy,σz为所述目标信源的定位坐标标准差。
而对于步骤S102中根据方向矢量确定空间定位坐标的方案也可以有多种,根据所述M个方向矢量确定M个空间定位坐标,包括:根据以下公式确定所述M个空间定位坐标:
Figure BDA0002623685120000094
其中,αi为第i个天线定位得到的方向矢量的横向定位角度;βi为第i个天线定位得到的方向矢量的纵向定位角度;POSix,POSiy,POSiz分别表示第i个天线对目标信源的定位角度转化为第i个天线对所述空间定位坐标(Pix,Piy,Piz)的转换函数,需要说明的是,该转换函数用于将定位角度转换为定位坐标,而根据方向矢量确定空间定位坐标也可以通过其他方式,本发明实施例对此不进行限定。
在本发明实施例中,根据第i个天线对所述目标信源的定位角度的标准差确定第i个天线对目标信源的定位坐标标准差(σix,σiy,σiz),包括:根据以下公式确定所述定位坐标标准差(σix,σiy,σiz):
Figure BDA0002623685120000101
其中,σ,σ分别表示所述横向定位角度的标准差和所述纵向定位角度的标准差。
在确定了联合定位结果之后,本发明实施例还提供了一种多联合定位结果的应用场景,即在根据确定的所述M个空间定位坐标和所述定位坐标标准差确定所述目标信源的联合定位结果之后,根据所述联合定位结果确定M个天线的平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000102
在所述平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000103
大于预设阈值的情况下,修正所述M个天线的天线阵元的相位延迟参数,即可以根据联合定位结果来修正M个天线的天线阵元的相位延迟参数,进而还可以考虑根据相位延迟参数来对M个天线的相位进行修正。
在一个可选实施例中,修正所述M个天线的天线阵元的相位延迟参数,包括:根据所述目标信源的联合定位结果确定所述M个天线中的目标天线相对于所述目标信源的目标方向矢量;根据所述目标方向矢量确定所述目标天线的任意一个天线的相位延迟参数,以确定所述M个天线中其它天线的相位延迟参数;获取k个天线的相位延迟参数的平均值,将所述相位延迟参数的平均值作为修正所述M个天线的相位延迟参数,其中,k为小于或等于M的正整数,简而言之,可以根据M个天线中的每一个天线的相位延迟参数确定M个天线的相位延迟参数,对M个天线中的k个天线的相位延迟参数取平均值,将该平均值作为修正所述M个天线的相位延迟参数。
在本发明实施例中,根据所述联合定位结果确定所述M个天线的平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000111
包括:根据以下确定公式确定所述平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000112
Figure BDA0002623685120000113
其中,根据以下公式确定M个天线对应的N次定位中的第P次定位偏差
Figure BDA0002623685120000114
其中,σix,σiy,σiz为所述第i个天线对目标信源的定位坐标标准差,(Pix,Piy,Piz)表示所述M个空间定位坐标,(Px,Py,Pz)为所述联合定位结果,其中,P为大于1,且小于N的正整数,N为正整数。
在本发明实施例中,确定联合定位结果的步骤执行了k次,上述方法还包括:根据第k次联合定位结果,确定目标信源相对于所述M个天线中第i个天线方向矢量:
Figure BDA0002623685120000115
其中,α′i,k为第k次联合定位时,由第k次联合定位结果确定的第i个天线的横向定位角度;βi,k′为第k次联合定位时,由第k次联合定位结果确定的第i个天线的纵向定位角度;根据以下公式确定第L个天线的第k次定位时固有相位延迟:
Figure BDA0002623685120000116
其中,xl为所述第L个天线在阵元直角坐标系下的X轴坐标,yl为所述第L个天线在阵元直角坐标系下的Y轴坐标,x1为第1个天线在阵元直角坐标系下的X轴坐标,y1为所述第L个天线在阵元直角坐标系下的Y轴坐标;根据以下公式确定第L个天线的固有相位延迟:
Figure BDA0002623685120000117
以下结合几个可选实施例对上述多天线联合的定位方法的流程进行解释说明,但不用于限定本发明实施例的技术方案。
为了更好的理解本发明实施例的技术方案,以下对本发明实施例中涉及到的所有符号进行解释说明:
α波束方向向量与阵元直角坐标系X轴的夹角;
β波束方向向量与阵元直角坐标系X轴的夹角;
xi阵元i在阵元直角坐标系下的横向坐标;
yi阵元i在阵元直角坐标系下的纵向坐标;
xj阵元j在阵元直角坐标系下的横向坐标;
yj阵元j在阵元直角坐标系下的纵向坐标;
dij波束到阵元i和阵元j的波程差;
γij波束到阵元i和阵元j的相位差;
δi由采集产生的阵元i信号的固有相位延迟;
δj由采集产生的阵元j信号的固有相位延迟;
θij直接采集得到的阵元i和阵元j的信号的相位差;
w采集到中频信号的角频率;
Sr(n)采集到的通道信号;
Si(n)经过希尔伯特变换得到的;
S(n)采集到信号经过转化后得到的复信号;
Si(n)通道i的复信号;
Si(n)′经过补偿后的通道i的复信号;
αi天线i定位得到的信源波束的横向角度;
βi天线i定位得到的信源波束的纵向角度;
Pix天线i定位得到信源的空间位置的X坐标;
Piy天线i定位得到信源的空间位置的Y坐标;
Piz天线i定位得到信源的空间位置的Z坐标;
σ天线i横向定位角度标准差;
σ天线i纵向定位角度标准差;
Px天线联合定位得到信源的空间X坐标;
PY天线联合定位得到信源的空间Y坐标;
PZ天线联合定位得到信源的空间Z坐标;
Δ一次联合定位得到的天线的定位偏差;
Figure BDA0002623685120000131
N次定位得到的天线的平均定位偏差;
δl第l个阵元的相位延迟参数;
θl1第l个阵元相对低1个阵元的相位差;
α′i,k第k次联合定位时,由联合定位结果计算得到第i台天线横向定位角度;
βi,k′第k次联合定位时,由联合定位结果计算得到第i台天线纵向定位角度;
δil,k第k次联合定位时,计算得到第i台天线的第l个阵元的相位延迟参数;
Figure BDA0002623685120000132
计算得到第i台天线的第l个阵元的平均相位延迟参数。
本发明可选实施例提供了一种典型的平面阵列天线的结构,如图2所示,为了描述平面阵列的阵元之间的相对位置,需要在阵元平面建立直角坐标系,不失一般性,可以将阵元所在的平面定义为XOY平面,垂直于该平面的方向为坐标系Z轴的方向,那么第i个阵元的坐标为(xi,yi)。当信源的空间距离远大于阵元之间的距离时,那么信源的信号波束相对于天线阵元可以看成平行波束,那么该波束的方向向量可以表示成波束与阵元直角坐标系X轴和Y轴夹角的函数,那么波束的方向向量为(cos(α),cos(β))。
因此,由几何关系可以确定得到,波束到阵元i和阵元j的波程差的确定公式为:
dij=cos(α)(xi-xj)+cos(β)(yi-yj);
可以看出,阵元i和阵元j之间的波程差由波束的方向向量(cos(α),cos(β))唯一决定,由于波程差产生的相位差的确定公式为:
Figure BDA0002623685120000141
式中,λ表示信号的波长,阵元i自身的固有的相位延迟记为δ1,那么实际采集到信号的确定得到信号的相位差包括由于波程差产生的相位延迟和阵元之间自身固有延迟的差异造成的,那么由直接采集到信号间的相位差为,
θij=δijij
式中δi,δj分别表示阵元i和阵元j的固有延迟;由上述公式可以看出,在实际应用中,仅仅需要得到任意两个阵元固有相位延迟的差值即可,不失一般性,可以选取阵元1的自身固有的相位延迟为0,同时选取阵元1作为参考信源,那么可以得到:
θi1=δi1i1=δii1
当波束的方向垂直于阵元平面时,此时满足条件α=0,β=0;那么可以得到αi0=δi,可以看出当信源位于阵元平面正前方时,可以通过确定采集到信号的相位差,直接得到阵元i的相对固有延迟。
对于窄带信号,任意一个通道采集到信号可以表示为:
Sr(n)=s(n)cos(wn);
式中,s(n)表示信号的调幅,w表示信号的中频信号的角频率。该信号经过希尔伯特变换后,信号Sr(t)被在相位上延迟pi/2,得到信号:
Si(n)=s(n)sin(wn);
根据欧拉定理,可以得到实信号在复数域中的表达:
S(n)=s(n)cos*wn)+is(n)sin(wn)=s(n)eiwn
为了确定任意两个通道信号的相位差,需要选取一个通道作为参考。不妨将参考通道和确定通道的信号表示为:
Figure BDA0002623685120000151
式中,α表示通道0和通道1信号的相相位差,k0,k1分别表示两个信号的固有增益。由上面公式不难得到:
Figure BDA0002623685120000152
同样地,
Figure BDA0002623685120000153
那么信号的相位延迟的确定公式如下:
Figure BDA0002623685120000154
为了准确确定信源的波达方向,需要对对阵元的固有相位差进行补偿,通过下面公式可以抵消固有相位差的影响:
Figure BDA0002623685120000155
其中,式中,S′i(n)为补偿后的信号。
在阵列天线的实际应用场景的过程中,可能会受到实际应用场景的限制,难以获得信源波束真实的方向向量,因此不能直接确定得到阵元的固有延迟,如果有安装在不同位置的阵列天线,多个阵列天线同时对同一个信源同时定位。
在本发明实施例中,多个阵列天线对于同一个阵元的联合定位方法,如图3所示,包括的多天线构成的联合定位系统。
如图3所示,假设用于信源定位的天线的编号分别为1,2,…,那么在给定阵元的固有延迟的条件下编号为i的天线定位得到的信源的方向矢量为(αi,βi),相应的空间坐标(Pix,Piy,Piz),可以看出,信源的空间坐标和方向矢量一一对应,因此满足:
Figure BDA0002623685120000161
式中POSix,POSiy,POSiz分别表示第i个天线的对目标信源的定位角度转化为该个天线对目标信源定位坐标(Pix,Piy,Piz)的转换函数。由于信源信号的噪声和波达方向估确定法引入的估计误差,使得定位得到的信源的方向矢量为(αi,βi)与实际的方向矢量不同,横向和纵向定位角度不确定性可以用高斯分布来描述,其中高斯分布的标准差为σ和σ,该参数由系统的自身的定位性能决定。
由线性高斯系统的状态估计,可以确定得到编号为i的天线定位结果也为高斯分布,那么定位结果的(Pix,Piy,Piz)的标准差为(σix,σiy,σiz),确定公式为:
Figure BDA0002623685120000162
由于每个定位天线的定位结果是独立测量得到的,那么由多个天线定位结果联合得到最终的对定位结果同样为高斯分布,其中联合定位结果平均值为(Px,Py,Pz),标准差为(σx,σy,σz),确定公式为,
Figure BDA0002623685120000163
Figure BDA0002623685120000171
Figure BDA0002623685120000172
式中,M为参与联合定位的天线的数目。多天线联合定位结果的可靠程度,可以使用标准差为(σx,σy,σz)来描述。
各个天线定位得到的信源的方向矢量为(αi,βi)受到天线固有相位延迟参数的影响;由于各个天线的对同一信源的定位,如每个天线的固有相位延迟设置准确,那么由各个天线定位得到的定位结果的应该相差不大,反之,如果每个天线的固有的相位延迟发生变化,那么各个天线定位得到的结果差异较大,同时联合定位结果的可靠性较低。为了得到准确的联合定位结果,需要根据当前的定位结果,实时对阵元相位延迟进行修正。单次定位的各个天线定位结果的一致性可以由定位偏差Δ来描述:
Figure BDA0002623685120000173
为了消除单次定位的不确定性,通常选取N次定位偏差的平均值
Figure BDA0002623685120000174
作为最终的定位的偏差。
Figure BDA0002623685120000175
当平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000176
大于给定阈值时,需要对阵元的相位延迟进行修正,以减小平均定位偏差的大小。下面给出利用定位数据,修正固定延迟的方法。不失一般性,可以选取阵元1的自身固有的相位延迟为0,同时选择阵元1作为参考阵元,那么其余各个阵元的固有延迟δl的确定公式为:
Figure BDA0002623685120000177
由联合定位的定位结果(Px,Py,Pz),可以确定得第i个天线的方向矢量(αi′,βi′),确定公式为:
Figure BDA0002623685120000181
同样的可以确定第k次测量,第i个天线的阵元l的固有相位延迟为:
Figure BDA0002623685120000182
由N次定位得到的第i个天线的阵元l的平均固有相位延迟为:
Figure BDA0002623685120000183
将确定得到的阵元天线的固有相位延迟,作为天线的定位参数,用于下一次的定位。
在本发明可选实施例中,一个简单的多天线的定位系统的构成,如图4所示。
如图4所示,定位天线的数目为3,天线1,天线2和天线3沿着AB直线平行放置,天线与AB直线之间的距离为L,其中信源在直线AB上移动。为了描述信源的位置,以直线AB作为X轴,垂直于AB直线方向为Y轴,建立二维直角坐标系XOY,那么信源的坐标可以表示为(Px,0),3个天线在该坐标系中的坐标分别为(D1,L),(D2,L),(D3,L),由单个天线直接定位得到信源的方向角度分别为α12和α3
由图4可以看出,由天线定位的角度和信源的坐标转化公式为:
Figure BDA0002623685120000184
三个阵列天线的阵元的结构相同,如图5所示,阵元之间的间距为S,不妨设阵元1的固有相位延迟为0,那么第k个天线阵元2和阵元3的固有延迟的确定公式为:
Figure BDA0002623685120000185
式中,θ12,k和θ13,k分别表示第i个天线阵列2和阵列3的采集到信号相对于阵元1的相位差,不妨取确定信号相位差的采样点数为1024,那么相应的确定公式为:
Figure BDA0002623685120000191
不妨假设使用的每一个天线的值完全相同,横向和纵向定位角度的标准差为σ,可以确定得到,3个天线的定位坐标的标准差为σx1x2和σx3,其确定公式为,
Figure BDA0002623685120000192
由3个天线的定位坐标的标准差可以确定得到联合定位结果的标准差σx,其确定公式为,
Figure BDA0002623685120000193
由3个天线的联合定位的标准差,得到3个天线的联合定位结果Px,确定公式为,
Figure BDA0002623685120000194
根据当前3个天线的联合的定位结果Px,可以确定当前该系统的定位结果的一致性,那么当前定位偏差Δ的确定公式为:
Figure BDA0002623685120000195
为了消除单次定位的不确定性,不妨选取256次定位偏差的平均值
Figure BDA0002623685120000196
作为最终的定位的偏差。
Figure BDA0002623685120000201
当平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000202
大于给定阈值时,需要对阵元的相位延迟进行修正。由定位系统的示意图不难给出,当信源位置位于坐标Px时,确定得到信源的方向角度分别为α1′,α2′和α3′,其确定公式为,
Figure BDA0002623685120000203
将信源的方向角度α1′,α2′和α3′带入到公式,分别可以确定3个天线各个阵元的固有相位延迟:
Figure BDA0002623685120000204
由256次定位得到的第k个天线的阵元的平均固有相位延迟的确定公式为,
Figure BDA0002623685120000205
将确定得到的阵元天线的固有相位延迟,作为天线的定位参数,用于下一次的定位。
图6为根据本发明可选实施例的一种自修正多天线联合定位方法的装置的结构示意图,如图6所示,包括固有相位修正模块60,波达方向确定模块62,多天线联合定位模块64和固有相位确定模块66。
固有相位修正模块60,实现在一定的采样率的条件下获取通道信号的数字波形,并通过希尔伯特变换将实信号转化为复信号,然后根据确定得到的固有相位延迟,对各个阵元的固有相位进行补偿。
波达方向确定模块62,该模块实时确定其余各个通道与参考通道的相位延迟,同时依靠波达方向估计的方法确定得到信源的方向矢量。
多天线联合定位模块64,该模块可以获得多个天线确定得到信源的方向矢量;同时将各个天线定位角度的标准差,转化为当前定位坐标的标准差,并将确定得到的各个天线定位坐标的标准差作为联合定位的结果权重系数,将各自天线的定位结果融合为最终的定位结果。
固有相位确定模块66,该模块根据当前的定位结果,实时确定当前定位结果的定位偏差,并确定多次定位偏差的平均值来衡量当前定位系统的定位性能,当发现平均定位偏差过大时,该模块利用多次定位结果,确定得到一组新的固有相位延迟参数,实现对阵列天线的固有相位延迟的修正。
综上,通过本发明实施例提出的多天线联合定位方法,充分考虑了不同天线之间定位性能的差异,以及由于信源对于不同的天线相对位置不同造成对同一个信源得到定位结果的标准差的差异,通过重新确定不同天线定位坐标的标准差,并将确定的得到的标准差用于作为确定联合定位结果的权重系数,保证了具有较高定位精度的天线具有较大的权重,反之亦然,进而提高联合定位结果的可靠性。
此外,本发明实施例中提出的自修正多天线联合定位方法,不需要提前配置天线的固有相位延迟参数,通过引入多天线定位一致性偏差参数,实时对当前天线的固有延迟参数的可靠性进行判断,并且当天线的一致性偏差参数过大时,通过当前的定位结果,确定得到一组新的固有相位延迟参数,从而自动实现对阵列天线固有相位延迟的修正。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,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,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,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,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在本实施例中还提供了一种多天线联合的定位装置,该装置用于实现上述实施例及优选实施方式,已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的,术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图7是根据本发明实施例的多天线联合的定位装置的结构框图,如图7所示,该装置包括:
(1)波达方向确定模块62,用于获取目标信源相对于多个天线的多个方向矢量,并根据所述多个方向矢量确定多个空间定位坐标;其中,所述多个方向矢量均是根据所述目标信源的定位角度描述的方向矢量;
(2)多天线联合定位模块64,用于确定所述多个天线中的每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差,得到多个角度偏差;以及根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个角度偏差对所述目标信源进行联合定位,以确定所述目标信源的联合定位结果。
在本发明实施例中,获取目标信源相对于多个天线的多个方向矢量,并根据所述多个方向矢量确定多个空间定位坐标;确定所述多个天线中的每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差,得到多个角度偏差;以及根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个角度偏差对所述目标信源进行联合定位,以确定所述目标信源的联合定位结果,也就是说,在本发明实施例中,可以根据目标信源相对于多个天线的多个空间定位坐标,以及每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差来对目标信源进行联合定位,采用上述技术方案,解决了相关技术中,无法准确的根据多个天线对信源进行准确定位等问题,进而实现多天线准确的对信源进行定位。
可选地,多天线联合定位模块,还用于在通过每一个天线相对于所述目标信源的定位角度标准差指示所述角度偏差的情况下,根据多个定位角度标准差确定所述每一个天线相对于所述目标信源的定位坐标标准差,以确定多个定位坐标标准差;根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个定位坐标标准差确定所述目标信源的联合定位结果。
可选地,所述装置还包括:固有相位确定模块66,用于根据所述联合定位结果确定M个天线的平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000235
固有相位修正模块60,用于在所述平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000236
大于预设阈值的情况下,修正所述M个天线的天线阵元的相位延迟参数。
为了便于理解,上述多个天线为M个天线,所述每一个天线为M个天线中的第i个天线,M和i均为正整数,且M大于1,i小于或等于M。
在本发明实施例中,上述多天线联合定位模块,还用于根据以下公式确定所述目标信源的定位结果(Px,Py,Pz):
Figure BDA0002623685120000231
Figure BDA0002623685120000232
Figure BDA0002623685120000233
其中,σix,σiy,σiz为所述M个天线中第i个天线对目标信源的定位坐标标准差,σx,σy,σz为所述目标信源的定位坐标标准差。
在本发明实施例中,上述波达方向确定模块,还用于根据以下公式确定所述M个空间定位坐标:
Figure BDA0002623685120000234
其中,αi为第i个天线定位得到的方向矢量的横向定位角度;βi为第i个天线定位得到的方向矢量的纵向定位角度;POSix,POSiy,POSiz分别表示第i个天线对目标信源的定位角度转化为第i个天线对所述空间定位坐标(Pix,Piy,Piz)的转换函数。
在本发明实施例中,上述多天线联合定位模块,还用于根据以下公式确定所述定位坐标标准差(σix,σiy,σiz):
Figure BDA0002623685120000241
其中,σ,σ分别表示所述横向定位角度的标准差和所述纵向定位角度的标准差。
可选地,上述固有相位修正模块,还用于根据所述目标信源的联合定位结果确定所述M个天线中的目标天线相对于所述目标信源的目标方向矢量;根据所述目标方向矢量确定所述目标天线的任意一个天线的相位延迟参数,以确定所述M个天线中其它天线的相位延迟参数;获取k个天线的相位延迟参数的平均值,将所述相位延迟参数的平均值作为修正所述M个天线的相位延迟参数,其中,k为小于或等于M的正整数。
在本发明实施例中,多天线联合定位模块,还用于根据以下确定公式确定所述平均定位偏差
Figure BDA0002623685120000242
其中,根据以下公式确定M个天线对应的N次定位中的第P次定位偏差Δk:
Figure BDA0002623685120000243
其中,σix,σiy,σiz为所述第i个天线对目标信源的定位坐标标准差,(Pix,Piy,Piz)表示所述M个空间定位坐标,(Px,Py,Pz)为所述联合定位结果,其中,P为大于1,且小于N的正整数,N为正整数。
在本发明实施例中,多天线联合定位模块,用于根据第k次联合定位结果,确定目标信源相对于所述M个天线中第i个天线方向矢量:
Figure BDA0002623685120000251
其中,α′i,k为第k次联合定位时,由第k次联合定位结果确定的第i个天线的横向定位角度;βi,k′为第k次联合定位时,由第k次联合定位结果确定的第i个天线的纵向定位角度;根据以下公式确定第L个天线的第k次定位时固有相位延迟:
Figure BDA0002623685120000252
其中,xl为所述第L个天线对应的X轴坐标,yl为所述第L个天线对应的Y轴坐标;根据以下公式确定第L个天线的固有相位延迟:
Figure BDA0002623685120000253
综上,本发明实施例以及可选实施例提供的多天线联合的定位方法,不需要提前配置天线的固有相位延迟参数,通过引入多天线定位一致性偏差参数,实时对当前天线的固有延迟参数的可靠性进行判断,并且当天线的一致性偏差参数过大时,通过当前的定位结果,确定得到一组新的固有相位延迟参数,从而自动实现对阵列天线固有相位延迟的修正。
此外,充分考虑了不同天线之间定位性能的差异,以及由于信源于不同的天线相对位置不同造成对同一个信源得到定位结果的标准差的差异,通过重新确定不同天线定位坐标的标准差,并将确定的得到的标准差用于作为联合定位结果的权重系数,保证了具有较高定位精度的天线具有较大的权重,进而提高联合定位结果的可靠性。
根据本发明的实施例的又一方面,还提供了一种存储介质,该存储介质中存储有计算机程序,其中,该计算机程序被设置为运行时执行上述每一个项方法实施例中的步骤。
可选地,在本实施例中,上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序:
S1,获取目标信源相对于多个天线的多个方向矢量,并根据所述多个方向矢量确定多个空间定位坐标;其中,所述多个方向矢量均是根据所述目标信源的定位角度描述的方向矢量;
S2,确定所述多个天线中的每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差,得到多个角度偏差;
S3,根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个角度偏差对所述目标信源进行联合定位,以确定所述目标信源的联合定位结果。
可选地,在本实施例中,本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:闪存盘、ROM(Read-Only Memory,只读存储器)、RAM(Random Access Memory,随机存取器)、磁盘或光盘等。
根据本发明实施例的又一个方面,还提供了一种用于实施上述多天线联合的定位方法的电子装置,如图8所示,该电子装置包括存储器1002和处理器1004,该存储器1002中存储有计算机程序,该处理器1004被设置为通过计算机程序执行上述每一个项方法实施例中的步骤。
可选地,在本实施例中,上述电子装置可以位于计算机网络的多个网络设备中的至少一个网络设备。
可选地,在本实施例中,上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤:
S1,获取目标信源相对于多个天线的多个方向矢量,并根据所述多个方向矢量确定多个空间定位坐标;其中,所述多个方向矢量均是根据所述目标信源的定位角度描述的方向矢量;
S2,确定所述多个天线中的每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差,得到多个角度偏差;
S3,根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个角度偏差对所述目标信源进行联合定位,以确定所述目标信源的联合定位结果。
可选地,本领域普通技术人员可以理解,图8所示的结构仅为示意,电子装置也可以是智能手机(如Android手机、iOS手机等)、平板电脑、掌上电脑以及移动互联网设备(Mobile Internet Devices,MID)、PAD等终端设备。图8其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如,电子装置还可包括比图8中所示更多或者更少的组件(如网络接口等),或者具有与图8所示不同的配置。
其中,存储器1002可用于存储软件程序以及模块,如本发明实施例中的多天线联合的定位方法和装置对应的程序指令/模块,处理器1004通过运行存储在存储器1002内的软件程序以及模块,从而执行各种功能应用以及数据处理,即实现上述的多天线联合的定位方法。存储器1002可包括高速随机存储器,还可以包括非易失性存储器,如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中,存储器1002可进一步包括相对于处理器1004远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。作为一种示例,如图8所示,上述存储器1002中可以但不限于包括上述多天线联合的定位装置中的波达方向确定模块62、多天线联合定位模块64。此外,还可以包括但不限于上述多天线联合的定位装置中的其他模块单元,本示例中不再赘述。
可选地,上述的传输装置1006用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括有线网络及无线网络。在一个实例中,传输装置1006包括一个网络适配器(Network Interface Controller,NIC),其可通过网线与其他网络设备与路由器相连从而可与互联网或局域网进行通讯。在一个实例中,传输装置1006为射频(Radio Frequency,RF)模块,其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
此外,上述电子装置还包括:显示器1008,用于目标信源的定位结果;和连接总线1010,用于连接上述电子装置中的各个模块部件。
在其他实施例中,上述终端或者服务器可以是一个分布式系统中的一个节点,其中,该分布式系统可以为区块链系统,该区块链系统可以是由该多个节点通过网络通信的形式连接形成的分布式系统。其中,节点之间可以组成点对点(P2P,Peer To Peer)网络,任意形式的计算设备,比如服务器、终端等电子设备都可以通过加入该点对点网络而成为该区块链系统中的一个节点。
可选地,在本实施例中,本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取器(Random Access Memory,RAM)、磁盘或光盘等。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
上述实施例中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在上述计算机可读取的存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在存储介质中,包括若干指令用以使得一个或多个计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。
在本发明的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的客户端,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多天线联合的定位方法,其特征在于,包括:
获取目标信源相对于多个天线的多个方向矢量,并根据所述多个方向矢量确定多个空间定位坐标;其中,所述多个方向矢量均是根据所述目标信源的定位角度描述的方向矢量;
确定所述多个天线中的每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差,得到多个角度偏差;
根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个角度偏差对所述目标信源进行联合定位,以确定所述目标信源的联合定位结果;
根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个角度偏差对所述目标信源进行联合定位,以确定所述目标信源的联合定位结果,包括:
在通过每一个天线相对于所述目标信源的定位角度标准差指示所述角度偏差的情况下,根据多个定位角度标准差确定所述每一个天线相对于所述目标信源的定位坐标标准差,以确定多个定位坐标标准差;
根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个定位坐标标准差确定所述目标信源的联合定位结果。
2.根据权利要求1所述的多天线联合的定位方法,其特征在于,根据确定的所述多个空间定位坐标和所述定位坐标标准差确定所述目标信源的联合定位结果,包括:
根据所述每一个天线对所述目标信源的定位坐标标准差确定所述目标信源的定位坐标标准差;
根据所述每一个天线对所述目标信源的定位坐标标准差,所述多个空间定位坐标和所述目标信源的定位坐标标准差确定所述目标信源的联合定位结果,其中,根据以下公式确定所述目标信源的联合定位结果(Px,Py,Pz):
Figure FDA0003872569370000021
Figure FDA0003872569370000022
Figure FDA0003872569370000023
其中,所述多个天线为M个天线,所述每一个天线为M个天线中的第i个天线,(Pix,Piy,Piz)表示M个空间定位坐标,σix,σiy,σiz为所述第i个天线对目标信源的定位坐标标准差,σx,σy,σz为所述目标信源的定位坐标标准差,M和i均为正整数,且M大于1,i小于或等于M。
3.根据权利要求1所述的多天线联合的定位方法,其特征在于,所述多个天线为M个天线,所述每一个天线为M个天线中的第i个天线,根据所述多个方向矢量确定多个空间定位坐标,包括:
根据以下公式确定M个空间定位坐标:
Figure FDA0003872569370000024
其中,αi为第i个天线定位得到的方向矢量的横向定位角度;βi为第i个天线定位得到的方向矢量的纵向定位角度;POSix,POSiy,POSiz分别表示第i个天线对目标信源的定位角度转化为第i个天线对所述空间定位坐标(Pix,Piy,Piz)的转换函数。
4.根据权利要求3所述的多天线联合的定位方法,其特征在于,根据第i个天线对所述目标信源的定位角度的标准差确定第i个天线对目标信源的定位坐标标准差(σixiyiz),包括:
根据以下公式确定所述定位坐标标准差(σixiyiz):
Figure FDA0003872569370000031
Figure FDA0003872569370000032
其中,σ分别表示所述横向定位角度的标准差和所述纵向定位角度的标准差。
5.根据权利要求1所述的多天线联合的定位方法,其特征在于,所述多个天线为M个天线,所述每一个天线为M个天线中的第i个天线,根据确定的所述多个空间定位坐标和所述定位坐标标准差确定所述目标信源的联合定位结果之后,所述方法还包括:
根据所述联合定位结果确定M个天线的平均定位偏差
Figure FDA0003872569370000035
在所述平均定位偏差
Figure FDA0003872569370000036
大于预设阈值的情况下,修正所述M个天线的天线阵元的相位延迟参数;其中
修正所述M个天线的天线阵元的相位延迟参数,包括:
根据所述目标信源的联合定位结果确定所述M个天线中的目标天线相对于所述目标信源的目标方向矢量;
根据所述目标方向矢量确定所述目标天线的任意一个天线的相位延迟参数,以确定所述M个天线中其它天线的相位延迟参数;
获取k个天线的相位延迟参数的平均值,将所述相位延迟参数的平均值作为修正所述M个天线的相位延迟参数,其中,k为小于或等于M的正整数,其中,根据所述联合定位结果确定所述M个天线的平均定位偏差
Figure FDA0003872569370000041
包括:
根据以下确定公式确定所述平均定位偏差
Figure FDA0003872569370000042
Figure FDA0003872569370000043
其中,根据以下公式确定M个天线对应的N次定位中的第k次定位偏差Δk
Figure FDA0003872569370000044
Figure FDA0003872569370000045
其中,σix,σiy,σiz为所述第i个天线对目标信源的定位坐标标准差,(Pix,Piy,Piz)表示所述M个空间定位坐标,(Px,Py,Pz)为所述联合定位结果,其中,N为大于k的正整数,其中,确定联合定位结果的步骤执行了k次,所述方法还包括:
根据第k次联合定位结果,确定目标信源相对于所述M个天线中第i个天线的方向矢量:
Figure FDA0003872569370000046
其中,α′i,k为第k次联合定位时,由第k次联合定位结果确定的第i个天线的横向定位角度;βi,k′为第k次联合定位时,由第k次联合定位结果确定的第i个天线的纵向定位角度;
根据以下公式确定第L个天线的第k次定位时的固有相位延迟:
Figure FDA0003872569370000047
其中,xl为所述第L个天线在阵元直角坐标系下的X轴坐标,yl为所述第L个天线在阵元直角坐标系下的Y轴坐标,x1为第1个天线在阵元直角坐标系下的X轴坐标,y1为所述第L个天线在阵元直角坐标系下的Y轴坐标;
根据以下公式确定第L个天线的固有相位延迟:
Figure FDA0003872569370000051
6.一种多天线联合的定位装置,其特征在于,包括:
波达方向确定模块,用于获取目标信源相对于多个天线的多个方向矢量,并根据所述多个方向矢量确定多个空间定位坐标;其中,所述多个方向矢量均是根据所述目标信源的定位角度描述的方向矢量;
多天线联合定位模块,用于确定所述多个天线中的每一个天线相对于所述目标信源的角度偏差,得到多个角度偏差;以及根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个角度偏差对所述目标信源进行联合定位,以确定所述目标信源的联合定位结果;
所述多天线联合定位模块,还用于在通过每一个天线相对于所述目标信源的定位角度标准差指示所述角度偏差的情况下,根据多个定位角度标准差确定所述每一个天线相对于所述目标信源的定位坐标标准差,以确定多个定位坐标标准差;根据确定的所述多个空间定位坐标和所述多个定位坐标标准差确定所述目标信源的联合定位结果。
7.根据权利要求6所述的多天线联合的定位装置,其特征在于,所述多个天线为M个天线,所述装置还包括:固有相位确定模块,用于根据所述联合定位结果确定M个天线的平均定位偏差
Figure FDA0003872569370000052
固有相位修正模块,用于在所述平均定位偏差
Figure FDA0003872569370000053
大于预设阈值的情况下,修正所述M个天线的天线阵元的相位延迟参数。
8.一种计算机可读的存储介质,所述计算机可读的存储介质包括存储的程序,其中,所述程序运行时执行上述权利要求1至5任一项中所述的方法。
9.一种电子装置,包括存储器和处理器,其特征在于,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述权利要求1至5任一项中所述的方法。
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