CN112346007B - 一种测向定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测向定位方法及系统，所述方法包括以下步骤：目标模块中的各个目标向观测模块发送无线信号；观测模块接收目标模块发射的无线信号，也能向目标模块发送无线信号；观测模块处理目标模块发射的无线信号，从中提取与目标相关的信息并将信息输出至观测数据预处理模块；观测数据预处理模块对观测模块上传的目标信息进行筛选去噪，并按目标重新组合观测数据并发送至融合定位模块；以及融合定位模块对观测数据进行筛选和处理，融合定位出目标位置。本发明所述测向定位方法和系统具有协作定位且定位精度高的优点。

Description

一种测向定位方法及系统

技术领域

本发明涉及无线定位技术领域，具体地，涉及一种测向定位方法及系统。

背景技术

万物互联时代，不仅需要目标的时间、状态等信息，更需要目标的位置信息。无线测向是依据电磁波传播特性，测向装置所在地电磁环境中电波达到的方向，通常是非协作模式。无线测向通常的最终目的是要确定“辐射源的方向”和“辐射源的具体位置”，然后再根据测向模块确定的“辐射源的方向”和“辐射源的具体位置”进行无线定位。

现有的无线定位系统大多数仅能够实现目标终端的初步定位，无法对目标终端进行精确定位。因此，如何构建时效性强、高精度的测向定位方法及系统，仍然是本领域技术人员亟待解决的问题。

目前，iBeacon定位使用的是BLE技术，利用接收信号强度信息实现室内定位，定位精度3～5米，不能满足亚米级定位精度的需求。本发明基于AOA测向技术，结合民用蓝牙5.1通信技术标准，实现亚米级高精度定位。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于协作通信进行定位且定位精度高的测向定位方法及系统。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

本发明提供一种测向定位方法，包括以下步骤：

目标模块中的各个目标向观测模块发送无线信号；

观测模块接收目标模块发射的无线信号，也能向目标模块发送无线信号；

观测模块处理目标模块发射的无线信号，从中提取与目标相关的信息并将信息输出至观测数据预处理模块；

观测数据预处理模块对观测模块上传的目标信息进行筛选去噪，并按目标重新组合观测数据并发送至融合定位模块；以及

融合定位模块对观测数据进行筛选和处理，融合定位出目标位置。

可选地，在所述目标模块中的各个目标向观测模块发送无线信号步骤中，目标模块发射的无线信号中至少包含如下信息：用于区分目标身份的唯一标识编码字段、用于目标测向的信息字段；根据应用场景需求可以增加如下信息：目标装置中各类型传感器数据信息字段、当目标存在多种无线信号发送模式时，用于区分信号模式的信息字段、以及用于标识无线信号发送时刻的信息字段。

可选地，在所述目标模块中的各个目标向观测模块发送无线信号步骤中：为了避免目标模块中的各个目标信息碰撞，按照时分复用模式、频分复用模式、码分复用模式、空分复用模式以及不同组合模式发送无线信号。

可选地，在所述观测模块接收目标模块发射的无线信号，也能向目标模块发送无线信号步骤中，观测模块通过天线阵接收目标模块发射的无线信号，至少实现如下功能：获取目标的唯一标识编码信息、获取接收信号强度信息、估计目标入射方向；根据应用场景需求可以增加如下功能：获取目标传感器数据、获取目标信号发送时刻信息；观测模块向目标模块发射的无线信号至少包含如下信息：点对点通信时，接收目标的唯一标识编码字段、配置目标工作状态的信息字段；根据应用场景需求可以增加如下信息：用于区分单点通信与广播通信的信息字段、观测模块唯一标识编码字段、目标的观测信息字段以及当观测模块存在多种无线电信号发送模式时，用于区分信号模式的信息字段信息。

可选地，所述观测模块处理目标模块发射的无线信号，从中提取与目标相关的信息并将信息输出至观测数据预处理模块具体包括以下步骤：

通过天线阵接收目标模块发射的无线电信号，获取接收信号强度信息，基于接收的基带测向信号，根据天线阵形并结合测向算法估计出目标的入射角度，其中用于一维入射角度观测时，天线阵至少包含两个天线阵元且至少形成线阵，定义入射角度为入射信号与天线阵法线方向的夹角；用于二维入射角度观测时，天线阵至少包含三个天线阵元且至少形成面阵，定义入射俯仰角度为入射信号与天线阵XOY平面的夹角，定义入射方位角度为入射信号在天线阵XOY平面的投影与天线阵X轴正方向的夹角；

通过射频通道相位补偿模块对射频通道馈线相位进行补偿。

可选地，所述观测数据预处理模块对观测模块上传的目标信息进行筛选去噪，并按目标重新组合观测数据并发送至融合定位模块步骤具体包括：

对各个观测模块上传的信息打时间戳；

根据入射角度范围与观测器的接收灵敏度设定各个观测器有效数据范围，按照目标唯一标识编码对该观测器上传的目标数据进行筛选；

预设目标工作高度，根据前后位置之间的先验关系、运动关联性等特性，按照目标唯一标识编码筛选各个观测器上传的目标数据；

按照目标唯一标识编码对通过筛选的各个观测器目标数据进行去噪处理；

按照目标唯一标识编码与目标信号发送时刻，对去噪后的各个观测器数据进行重组；

将重组的观测数据发送至融合定位模块。

可选地，所述融合定位模块对观测数据进行筛选和处理，融合定位出目标位置步骤具体包括：

根据目标接收信号强度信息、目标入射角度信息设计重组数据中各个观测器的权重；

根据目标前后位置之间的先验关系、运动关联性等特性，筛选重组数据；

按照目标唯一标识编码与时间戳范围，结合观测数据、观测器权重、观测器位置以及坐标系转换关系融合定位出目标位置。

可选地，所述融合定位模块对观测数据进行筛选和处理，融合定位出目标位置步骤还包括：更新目标预设工作高度。

进一步地，本发明还提供一种测向定位系统，所述测向定位系统包括目标模块、观测模块、观测数据预处理模块以及融合定位模块，所述目标模块与观测模块之间具有无线信道通信协议并按照协议进行通信，所述观测模块具有天线阵，能够接收处理目标模块发送的无线信号，从中获取并输出与目标相关的信息至观测数据预处理模块，观测数据预处理模块对观测模块上传的目标信息进行筛选去噪，并按目标唯一标识编码重组观测数据送至融合定位模块，融合定位模块对重组数据进行筛选和处理，融合定位出目标位置。

可选地，所述观测模块包括天线阵、与天线阵连接的多个蓝牙芯片、与多个蓝牙芯片连接的主控芯片以及与主控芯片连接的网口芯片。

可选地，所述观测模块包括天线阵、天线阵连接的射频开关、与射频开关连接的蓝牙芯片、与蓝牙芯片连接的主控芯片以及与主控芯片连接的网口芯片。

可选地，所述与目标相关的信息至少包括接收目标信号的观测模块的唯一标识编码、目标唯一标识编码、目标入射角度、目标接收信号强度信息。

与现有技术相比，本发明具有协作通信定位且定位精度高的优点，有利于构建定位系统。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的测向定位系统结构框图；

图2为本发明实施例提供的测向定位系统中测向装置的结构框图；

图3为本发明另一实施例提供的测向定位系统结构框图；

图4为本发明另一实施例提供的测向定位系统中测向装置的结构框图；

图5为本发明又一实施例提供的测向定位系统中测向装置的结构框图；

图6为本发明实施例提供的平面阵阵列天线俯视图；

图7为本发明实施例提供的测向定位方法流程框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

图1为本发明实施例提供的测向定位系统的结构框图，如图1所示，所述测向定位系统包括目标模块1、观测模块2、观测数据预处理模块3以及融合定位模块4。所述目标模块1包括目标1、目标2、...、目标N，所述观测模块2包括观测器1、观测器2、...、观测器M。目标模块1与观测模块2之间具有无线信道通信协议并按照协议进行通信。所述观测模块2能够接收目标模块1发送的无线信号，获得并输出目标唯一标识编码、入射角度、发送时刻、接收信号强度等信息至观测数据预处理模块3。观测数据预处理模块3对各个观测器2上传的目标信息进行筛选去噪，并按目标唯一标识编码重组观测数据送入融合定位模块4。融合定位模块4对重组数据进行筛选和处理，从而融合定位出目标位置。

图2为本发明实施例提供的测向定位系统中测向装置的结构框图，如图2所示，本发明所述测向装置包括上述目标模块1与观测模块2。所述目标模块1中的各个目标通过天线发送信号，所述观测模块2包含天线阵21、射频通道相位补偿模块22以及信号处理模块23。

所述目标模块1与观测模块2之间具有无线信道通信协议并按照协议进行通信，所述观测模块2包括天线阵21，能够接收目标模块1发送的无线信号，从中提取与目标相关的目标的唯一标识编码、入射角度、发送时刻、接收信号强度等信息。

所述目标模块1向观测模块2发射的无线信号中包含如下信息：用于区分目标身份的唯一标识编码字段；用于目标测向的信息字段、目标装置中各类型传感器数据信息字段、当目标存在多种无线信号发送模式时，用于区分信号模式的信息字段等信息、用于标识无线信号发送时刻的信息字段。

另外，所述观测模块2也能够向目标模块1发送无线信号。所述观测模块2向目标模块1发射的无线信号中包含如下信息：点对点通信时，接收目标的唯一标识编码字段、配置目标工作状态的信息字段、用于区分单点通信与广播通信的信息字段、观测模块唯一标识编码字段、目标的观测信息字段以及当观测模块存在多种无线电信号发送模式时，用于区分信号模式的信息字段等信息。

在本实施例中，为了避免目标模块1中的各个目标信息碰撞，目标模块1中的各个目标可以按照时分复用模式、频分复用模式、码分复用模式、空分复用模式以及不同组合模式发送无线信号，以达到避免信息碰撞的目的。

在本实施例中，所述观测模块2通过天线阵21接收目标模块1发射的无线信号，获取接收信号强度信息。基于接收的基带测向信号，根据天线阵形并结合测向算法(例如MUSIC算法及其改进型、ESPRIT算法及其改进型)估计出目标的入射角度。用于一维入射角度观测时，天线阵至少包含两个天线阵元且至少形成线阵，定义入射角度为入射信号与天线阵法线方向的夹角；用于二维入射角度观测时，天线阵至少包含三个天线阵元且至少形成面阵，定义入射俯仰角度为入射信号与天线阵XOY平面的夹角；定义入射方位角度为入射信号在天线阵XOY平面的投影与天线阵X轴正方向的夹角。

另外，由于连接天线与信号处理模块23之间的各个射频通道长度不一致，引起射频通道馈线相位差异，影响测向效果，因而通过射频通道相位补偿模块22对射频通道馈线相位进行补偿。此外，也可以在信号处理模块23中针对基带信号进行射频通道馈线相位补偿。

图3为本发明另一实施例提供的测向定位系统结构框图，如图3所示，在一种可选的实施方式中，所述定位系统包括目标装置31、观测装置32、观测数据预处理器33以及融合定位器34。所述目标装置31包括多个蓝牙装置1、蓝牙装置2、...、蓝牙装置N，所述观测装置32包括多个蓝牙观测器1、蓝牙观测器2、...、蓝牙观测器M，所述目标装置31与观测装置32之间采用蓝牙通信协议。目标装置31按照蓝牙广播信道协议发送各个蓝牙装置的唯一标识编码、发送时刻、定位模式标识码以及用于定位的信息。本实施例中，发送时刻通过计数器来实现(计数器范围0～65535)，每发送一包数据计数器的值加1。根据蓝牙广播信道协议，本实施例中定位信息最终以全“1”或全“0”的比特流经GFSK调制后广播出去。目标装置31按照蓝牙避碰协议避免蓝牙装置之间的消息碰撞。

观测装置32的天线阵如图6所示，用于二维入射角度观测。定义入射俯仰角度为入射信号与天线阵XOY平面的夹角；定义入射方位角度为入射信号在天线阵XOY平面的投影与天线阵X轴正方向的夹角。各个蓝牙观测器在蓝牙装置所在的空间坐标系中的坐标位置已知。各个蓝牙观测器的观测坐标系与目标模块所在的空间坐标系之间的转换关系已知。

各个蓝牙观测器将接收到的蓝牙装置的唯一标识编码、计数器值、接收信号强度值、蓝牙装置入射俯仰角度与入射方位角度以及蓝牙观测器唯一标识编码发送至观测数据预处理器33。

观测数据预处理器33根据入射角度范围与蓝牙观测器的接收灵敏度设定各个蓝牙观测器有效数据范围，按照目标唯一标识编码对该观测器上传的目标数据进行筛选。俯仰角度为15°～90°、方位角度为0°～360°、接收灵敏度为-100dBm，预设目标工作高度，根据前后位置之间的先验关系、运动关联性等特性，按照目标唯一标识编码筛选各个观测器上传的目标数据。按照目标唯一标识编码对通过筛选的各个观测器目标数据进行卡尔曼滤波去噪处理。按照目标唯一标识编码与计数器值，对去噪后的各个观测器数据进行重组，并传送至融合定位器34。

融合定位器34根据目标接收信号强度信息、目标入射角度信息设计重组数据中各个观测器的权重。根据目标前后位置之间的先验关系、运动关联性等特性，筛选重组数据。按照目标唯一标识编码与计数器值，结合观测数据、观测器权重、观测器位置以及坐标系转换关系从而融合定位出目标位置。

图4为本发明另一实施例提供的测向定位系统中测向装置的结构框图，如图4所示，所述目标装置41与观测装置42之间采用蓝牙通信协议。所述目标装置41包括多个蓝牙装置1、蓝牙装置2、...、蓝牙装置N，目标装置41按照蓝牙广播信道协议发送各个蓝牙装置的唯一标识编码、测向模式标识码以及用于测向的信息。根据蓝牙广播信道协议，本实施例中测向信息最终以全“1”或全“0”的比特流经GFSK调制后广播出去。目标装置按照蓝牙避碰协议避免蓝牙装置之间的消息碰撞。

所述观测装置42包括天线阵、与天线阵连接的多个蓝牙芯片1、...、N、与多个蓝牙芯片连接的主控芯片以及与主控芯片连接的网口芯片。连接天线与蓝牙芯片之间的各个射频通道长度不一致，引起射频通道馈线相位差异，影响测向效果，因而需要对各个射频通道馈线相位进行补偿，射频通道馈线相位补偿在对应的蓝牙芯片中进行。

各个蓝牙芯片将接收到的蓝牙装置的唯一标识编码、接收信号强度值以及根据测向标识码保存的基带测向信号送入主控芯片。主控芯片将各个蓝牙芯片送入的基带测向信号根据蓝牙装置的唯一标识编码分组，并根据天线阵形结合测向算法估计出蓝牙装置入射俯仰角度与入射方位角度。主控芯片将各个蓝牙芯片送入的接收信号强度信息根据蓝牙装置的唯一标识编码分组，选择强度值最大的作为蓝牙装置接收信号强度信息。主控芯片将蓝牙装置唯一标识编码及其对应的入射俯仰角度、入射方位角度、接收信号强度信息由网口芯片输出。

图5为本发明又一实施例提供的测向定位系统中测向装置的结构框图，如图5所示，所述测向装置包括目标装置51与观测装置52。目标装置51与观测装置52之间采用蓝牙通信协议。所述目标装置51包括多个蓝牙装置1、蓝牙装置2、...、蓝牙装置N，目标装置51按照蓝牙广播信道协议发送各个蓝牙装置的唯一标识编码、测向模式标识码以及用于测向的信息。根据蓝牙广播信道协议，本实施例中测向信息最终以全“1”或全“0”的比特流经GFSK调制后广播出去。目标装置按照蓝牙避碰协议避免蓝牙装置之间的消息碰撞。

所述观测装置52包括天线阵、与主控芯片天线阵连接的射频开关、与射频开关连接额蓝牙芯片、蓝牙芯片连接的主控芯片以及与主控芯片连接的网口芯片。连接天线与射频开关之间的各个射频通道长度不一致，引起射频通道馈线相位差异，影响测向效果，因而需要对各个射频通道馈线相位进行补偿，射频通道馈线相位补偿在对应的蓝牙芯片中进行。

图5所示的观测装置与图4所示的观测装置的区别在于：引入射频开关，通过循环电扫的模式减少射频通道数目降低硬件成本，但仍然需要通过射频通道相位补偿模块对射频通道馈线相位进行补偿。

蓝牙芯片根据测向标识码通知主控芯片按照一定顺序控制射频开关切换。蓝牙芯片接收基带测向信号并根据天线阵形，结合测向算法估计出蓝牙装置入射俯仰角度与入射方位角度。蓝牙芯片将接收到的蓝牙装置的唯一标识编码、接收信号强度值以及估计出的蓝牙装置入射俯仰角度与入射方位角度送入主控芯片。或者蓝牙芯片根据测向标识码通知主控芯片按照一定顺序控制射频开关切换，蓝牙芯片将接收到的蓝牙装置的唯一标识编码、接收信号强度值以及接收的基带测向信号送入主控芯片。主控芯片根据基带测向信号与天线阵形，结合测向算法估计出蓝牙装置入射俯仰角度与入射方位角度。主控芯片将蓝牙装置唯一标识编码及其对应的入射俯仰角度、入射方位角度、接收信号强度信息由网口芯片输出。

图7为本发明实施例提供的测向定位方法流程框图，如图7所示，本发明测向定位方法包括以下步骤：

S1：目标模块中的各个目标向观测模块发送无线信号；

具体地，所述目标模块与观测模块之间具有相应的无线信道通信协议，并按所述无线通信协议进行通信。所述目标模块向观测模块发射的无线信号中至少包含如下信息：用于区分目标身份的唯一标识编码字段；用于目标测向的信息字段。根据应用场景需求增加目标装置中各类型传感器数据信息字段、当目标存在多种无线信号发送模式时，用于区分信号模式的信息字段等信息、用于标识无线信号发送时刻的信息字段。

在本实施例中，为了避免目标模块中的各个目标信息碰撞，目标模块中的各个目标可以按照时分复用模式、频分复用模式、码分复用模式、空分复用模式以及不同组合模式发送无线信号，以达到避免信息碰撞的目的。

S2：观测模块接收目标模块发射的无线信号，也能向目标模块发送无线信号；

具体地，观测模块通过天线阵接收目标模块发射的无线信号，至少实现如下功能：获取目标的唯一标识编码信息；获取接收信号强度信息；估计目标入射方向。根据应用场景需求增加获取目标传感器数据、获取目标信号发送时刻信息等功能。观测模块向目标模块发射的无线电信号至少包含如下信息：点对点通信时，接收目标的唯一标识编码字段、配置目标工作状态的信息字段、。根据应用场景需求增加用于区分单点通信与广播通信的信息字段、观测模块唯一标识编码字段、目标的观测信息字段以及当观测模块存在多种无线电信号发送模式时，用于区分信号模式的信息字段等信息。

S3：观测模块处理目标模块发射的无线信号，从中提取与目标相关的信息并将信息输出至观测数据预处理模块；

具体地，连接天线与信号处理模块之间的各个射频通道长度不一致，引起射频通道馈线相位差异，影响测向效果，因而通过射频通道相位补偿模块对射频通道馈线相位进行补偿。另外，可以通过引入射频开关，通过循环电扫的模式减少射频通道数目降低硬件成本，但仍然需要通过射频通道相位补偿模块对射频通道馈线相位进行补偿。此外，也可以在信号处理模块中针对基带信号进行射频通道馈线相位补偿。

通过天线阵接收目标模块发射的无线电信号，获取接收信号强度信息。基于接收的基带测向信号，根据天线阵形并结合测向算法(例如MUSIC算法及其改进型、ESPRIT算法及其改进型)估计出目标的入射角度。用于一维入射角度观测时，天线阵至少包含两个天线阵元且至少形成线阵，定义入射角度为入射信号与天线阵法线方向的夹角；用于二维入射角度观测时，天线阵至少包含三个天线阵元且至少形成面阵，定义入射俯仰角度为入射信号与天线阵XOY平面的夹角，定义入射方位角度为入射信号在天线阵XOY平面的投影与天线阵X轴正方向的夹角。

观测模块向观测数据预处理模块上传的信息至少包括：观测模块唯一标识编码、目标的唯一标识编码、目标的接收信号强度、目标的入射方向。根据应用场景需求增加目标传感器数据、目标信号发送时刻等信息。观测模块与观测数据预处理模块之间的连接方式包括无线方式和有线方式，其中无线连接方式包括且不限于：2G、3G、4G、5G、LoRa、Nb-IoTa、WiFi等，有线连接方式包括且不限于：网线、同轴线等。

各个观测器在目标模块所在的空间坐标系中的坐标位置已知，并且各个观测器的观测坐标系与目标模块所在的空间坐标系之间的转换关系已知。观测坐标系是指天线阵面作为XOY平面，其法线方向为Z轴正方向所形成的坐标系。

S4：观测数据预处理模块对观测模块上传的目标信息进行筛选去噪，并按目标重新组合观测数据并发送至融合定位模块；

具体地，对各个观测模块上传的信息打时间戳；

根据入射角度范围与观测器的接收灵敏度设定各个观测器有效数据范围，按照目标唯一标识编码对该观测器上传的目标数据进行筛选；

预设目标工作高度，根据前后位置之间的先验关系、运动关联性等特性，按照目标唯一标识编码筛选各个观测器上传的目标数据；

按照目标唯一标识编码对通过筛选的各个观测器目标数据进行去噪处理。如卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、粒子滤波等去噪方案；

按照目标唯一标识编码与目标信号发送时刻，对去噪后的各个观测器数据进行重组，再将重组的观测数据传送至融合定位模块。

S5：融合定位模块对观测数据进行筛选和处理，融合定位出目标位置。

具体地，根据目标接收信号强度信息、目标入射角度信息设计重组数据中各个观测器的权重。根据目标接收信号强度信息、目标入射角度信息、目标工作高度、观测器位置提取重组数据中各个观测器与目标之间的距离。根据目标前后位置之间的先验关系、运动关联性等特性，筛选重组数据。按照目标唯一标识编码与目标信号发送时刻，结合观测数据、观测器权重、观测器位置以及坐标系转换关系融合定位出目标位置。

最后，更新目标预设工作高度。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (11)

1.一种测向定位方法，其特征在于，包括方法以下步骤：

目标模块中的各个目标向观测模块发送无线信号；

观测模块接收目标模块发射的无线信号，也能向目标模块发送无线信号；

观测模块处理目标模块发射的无线信号，从中提取与目标相关的信息并将信息输出至观测数据预处理模块；

观测数据预处理模块对观测模块上传的目标信息进行筛选去噪，并按目标重新组合观测数据并发送至融合定位模块；以及

融合定位模块对观测数据进行筛选和处理，融合定位出目标位置；

其中，观测模块接收目标模块发射的无线信号至少实现如下功能：获取目标的唯一标识编码信息、获取接收信号强度信息、估计目标入射方向；

其中，所述观测模块处理目标模块发射的无线信号，从中提取与目标相关的信息并将信息输出至观测数据预处理模块具体包括：

通过天线阵接收目标模块发射的无线信号，获取接收信号强度信息，基于接收的基带测向信号，根据天线阵形并结合测向算法估计出目标的入射角度。

2.根据权利要求1所述的测向定位方法，其特征在于，在所述目标模块中的各个目标向观测模块发送无线信号步骤中，目标模块发射的无线信号中至少包含如下信息：用于区分目标身份的唯一标识编码字段、用于目标测向的信息字段；根据应用场景需求增加如下信息：目标装置中各类型传感器数据信息字段、当目标存在多种无线信号发送模式时，用于区分信号模式的信息字段、以及用于标识无线信号发送时刻的信息字段。

3.根据权利要求1所述的测向定位方法，其特征在于，在所述目标模块中的各个目标向观测模块发送无线信号步骤中：为了避免目标模块中的各个目标信息碰撞，按照时分复用模式、频分复用模式、码分复用模式、空分复用模式以及不同组合模式发送无线信号。

4.根据权利要求1所述的测向定位方法，其特征在于，在所述观测模块接收目标模块发射的无线信号，也能向目标模块发送无线信号步骤中，观测模块通过天线阵接收目标模块发射的无线信号，根据应用场景需求增加如下功能：获取目标传感器数据、获取目标信号发送时刻信息；观测模块向目标模块发射的无线信号至少包含如下信息：点对点通信时，接收目标的唯一标识编码字段、配置目标工作状态的信息字段；根据应用场景需求增加如下信息：用于区分单点通信与广播通信的信息字段、观测模块唯一标识编码字段、目标的观测信息字段以及当观测模块存在多种无线电信号发送模式时，用于区分信号模式的信息字段信息。

5.根据权利要求1所述的测向定位方法，其特征在于，根据天线阵形并结合测向算法估计出目标的入射角度具体包括以下步骤：

用于一维入射角度观测时，天线阵至少包含两个天线阵元且至少形成线阵，定义入射角度为入射信号与天线阵法线方向的夹角；

用于二维入射角度观测时，天线阵至少包含三个天线阵元且至少形成面阵，定义入射俯仰角度为入射信号与天线阵XOY平面的夹角，定义入射方位角度为入射信号在天线阵XOY平面的投影与天线阵X轴正方向的夹角；

通过射频通道相位补偿模块对射频通道馈线相位进行补偿。

6.根据权利要求1所述的测向定位方法，其特征在于，所述观测数据预处理模块对观测模块上传的目标信息进行筛选去噪，并按目标重新组合观测数据并发送至融合定位模块步骤具体包括：

对各个观测模块上传的信息打时间戳；

根据入射角度范围与观测器的接收灵敏度设定各个观测器有效数据范围，按照目标唯一标识编码对该观测器上传的目标数据进行筛选；

预设目标工作高度，根据前后位置之间的先验关系、运动关联性特性，按照目标唯一标识编码筛选各个观测器上传的目标数据；

按照目标唯一标识编码对通过筛选的各个观测器目标数据进行去噪处理；

按照目标唯一标识编码与时间戳范围，对去噪后的各个观测器数据进行重组；

将重组的观测数据发送至融合定位模块。

7.根据权利要求1所述的测向定位方法，其特征在于，所述融合定位模块对观测数据进行筛选和处理，融合定位出目标位置步骤具体包括：

根据目标接收信号强度信息、目标入射角度信息设计重组数据中各个观测器的权重；

根据目标前后位置之间的先验关系、运动关联性特性，筛选重组数据；

按照目标唯一标识编码与时间戳范围，结合观测数据、观测器权重、观测器位置以及坐标系转换关系融合定位出目标位置。

8.根据权利要求7所述的测向定位方法，其特征在于，所述融合定位模块对观测数据进行筛选和处理，融合定位出目标位置步骤还包括：更新目标预设工作高度。

9.一种测向定位系统，其特征在于，所述测向定位系统包括目标模块、观测模块、观测数据预处理模块以及融合定位模块，所述目标模块与观测模块之间具有无线信道通信协议并按照协议进行通信，所述观测模块具有天线阵，能够接收处理目标模块发送的无线信号，从中获取并输出与目标相关的信息至观测数据预处理模块，观测数据预处理模块对观测模块上传的目标信息进行筛选去噪，并按目标唯一标识编码重组观测数据送至融合定位模块，融合定位模块对重组数据进行筛选和处理，融合定位出目标位置；

其中，所述与目标相关的信息至少包括接收目标信号的观测模块的唯一标识编码、目标唯一标识编码、目标入射角度、目标接收信号强度信息。

10.根据权利要求9所述的测向定位系统，其特征在于，所述观测模块包括天线阵、与天线阵连接的多个蓝牙芯片、与多个蓝牙芯片连接的主控芯片以及与主控芯片连接的网口芯片。

11.根据权利要求9所述的测向定位系统，其特征在于，所述观测模块包括天线阵、天线阵连接的射频开关、与射频开关连接的蓝牙芯片、与蓝牙芯片连接的主控芯片以及与主控芯片连接的网口芯片。

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