CN113766626A - 基于北斗授时的uwb定位系统时隙同步控制方法、设备、存储介质和程序产品 - Google Patents

基于北斗授时的uwb定位系统时隙同步控制方法、设备、存储介质和程序产品 Download PDF

Info

Publication number
CN113766626A
CN113766626A CN202110974668.6A CN202110974668A CN113766626A CN 113766626 A CN113766626 A CN 113766626A CN 202110974668 A CN202110974668 A CN 202110974668A CN 113766626 A CN113766626 A CN 113766626A
Authority
CN
China
Prior art keywords
time slot
beidou
base station
uwb
coordinates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110974668.6A
Other languages
English (en)
Inventor
张永欣
王佩光
王志刚
臧志斌
赵建伟
马胜
孙孝波
马琳琳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Siji Shenwang Position Service Beijing Co ltd
State Grid Information and Telecommunication Co Ltd
Original Assignee
State Grid Siji Shenwang Position Service Beijing Co ltd
State Grid Information and Telecommunication Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Siji Shenwang Position Service Beijing Co ltd, State Grid Information and Telecommunication Co Ltd filed Critical State Grid Siji Shenwang Position Service Beijing Co ltd
Priority to CN202110974668.6A priority Critical patent/CN113766626A/zh
Publication of CN113766626A publication Critical patent/CN113766626A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/001—Synchronization between nodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H04W64/003—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management locating network equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明提供基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法，包括以下步骤：测量基站坐标，在北斗卫星信号低于预设信号强度阈值的区域，进行UWB定位基站坐标的测量；实时授时，将测量的基站坐标输入北斗授时模块，结合收到的北斗卫星信号进行授时；时隙同步控制，UWB基站在北斗授时下进行时隙控制时钟的同步，每个UWB基站根据自身的时隙号分发数据。本发明涉及一种电子设备、存储介质和程序产品。本发明能够实现在北斗信号不满足定位的情况下的授时要求，可以很好的解决UWB定位系统中基站时隙同步控制的问题，降低UWB信号的碰撞概率，提高信道利用率。

Description

基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法、设备、存储 介质和程序产品
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法、设备、存储介质和程序产品。
背景技术
随着万物互联时代的到来，人们对位置信息的需求日益增加，从基于全球定位系统(GPS)的室外定位延伸到了基于各种无线技术的室内定位，高精度的位置信息给人们带来了越来越多的便利。GPS在室外开阔环境下采用RTK方式能够满足高精度定位的需求，但是卫星信号容易受到楼宇、树木等遮挡物的影响，导致定位精度下降甚至无法定位。故催生了各种无线定位技术，例如无线局域网(Wireless Fidelity，WIFI)、蓝牙(Bluetooth)、以及超宽带(Ultra Wideband,UWB)等，其中超宽带技术采用纳秒级脉冲携带信息，时间分辨率极高，能够精确测距和精准定位，在室内高精度定位有了广泛的应用。但是为了保证UWB定位系统信号的有效利用，需要采用时分复用(TDMA)技术来提高信道的利用率，而TDMA技术需要时钟同步来控制时隙分配的有效。传统的北斗授时需要在收星良好的区域首先得到自己的精确位置，然后才能计算时间的修正值来实现精准的授时，而在UWB定位系统布设的区域通常卫星信号比较弱，直接影响授时的效果。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法，在北斗卫星信号比较弱的区域也能实现精准授时，满足UWB定位系统时隙同步的需要，从而降低定位信号的碰撞概率，提高信道的利用率。
本发明提供基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法，包括以下步骤：
测量基站坐标，在北斗卫星信号低于预设信号强度阈值的区域，进行UWB定位基站坐标的测量；
实时授时，将测量的基站坐标输入北斗授时模块，结合收到的北斗卫星信号进行授时；
时隙同步控制，UWB基站在北斗授时下进行时隙控制时钟的同步，每个UWB基站根据自身的时隙号分发数据。
进一步地，所述测量基站坐标步骤包括：
获取基准测量点的经纬度及海拔高度信息，所述基准测量点设置在卫星信号达到信号强度阈值的环境；
分别测量设置的基准测量点和UWB定位系统布设的定位基站的相对坐标信息；
根据测量得到的基准点相对坐标信息和基准点自身的经纬度及海拔高度信息计算得到相对坐标到大地坐标转换映射的相关参数；
基于坐标映射的相关参数将UWB定位基站的相对坐标转换为大地坐标系下的经纬度及海拔高度信息。
进一步地，所述基准测量点的数量为二。
进一步地，所述UWB定位系统布设的定位基站的数量为四。
进一步地，所述测量基站坐标步骤中，利用全站仪分别测量设置的两个基准测量点和UWB定位系统布设的四个定位基站的相对坐标信息。
进一步地，所述测量基站坐标步骤中，利用全站仪测量得到的两个基准点相对坐标信息和基准点自身的精准经纬度及海拔信息计算得到相对坐标到大地坐标转换映射的相关参数；基于坐标映射的相关参数将四个UWB定位基站的相对坐标转换为大地坐标系下的经纬度及海拔高度信息。
进一步地，所述时隙同步控制步骤中，通过设置的时隙长度及时隙号进行UWB信号的时分复用。
一种电子设备，包括：处理器；
存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法。
一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法，包括以下步骤：测量基站坐标，在北斗卫星信号低于预设信号强度阈值的区域，进行UWB定位基站坐标的测量；实时授时，将测量的基站坐标输入北斗授时模块，结合收到的北斗卫星信号进行授时；时隙同步控制，UWB基站在北斗授时下进行时隙控制时钟的同步，每个UWB基站根据自身的时隙号分发数据。本发明涉及一种电子设备、存储介质和程序产品。本发明在北斗卫星收星不好的情况下，仍能实现精准的授时，同时将其应用在UWB定位系统的时隙同步控制中，通过时隙分配控制，实现两跳通信范围内的无冲突传输，降低信号碰撞概率，提高信道的利用率，保证定位数据的平滑稳定。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
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为本发明的基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法流程图；
图2为本发明实施例的UWB定位基站位置信息精准测量示意图；
图3为本发明实施例的UWB信号时隙控制示意图。
图中：1、第一基准测量点；2、第二基准测量点；3、全站仪；4、第一UWB定位基站；5、第二UWB定位基站；6、第三UWB定位基站；7、第四UWB定位基站。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：测量基站坐标，在北斗卫星信号低于预设信号强度阈值的区域，即在北斗信号比较弱的区域，进行UWB定位基站坐标的精准测量；
S2：实时授时，将测量的基站坐标输入北斗授时模块，结合收到的北斗卫星信号进行授时；北斗授时需要在得到UWB定位基站精准的位置信息基础上实现。
S3：时隙同步控制，UWB基站在北斗授时下进行时隙控制时钟的同步，每个UWB基站根据自身的时隙号分发数据。
一般需要UWB定位系统布设的区域，都是卫星信号不好的区域，所以传统的北斗授时方法在该区域是不适合的，结合图2的示意图，UWB定位基站坐标的精准测量方法为：
在卫星信号达到信号强度阈值的环境，即在卫星信号良好的环境，设置两个基准测量点，包括第一基准测量点1和第二基准测量点2，能够准确得到这两个基准测量点的经纬度及海拔高度信息；
利用全站仪3分别测量设置好的第一基准测量点1、第二基准测量点2和UWB定位系统布设的第一UWB定位基站4、第二UWB定位基站5、第三UWB定位基站6、第四UWB定位基站7的相对坐标信息；
根据测量得到的第一基准测量点1和第二基准测量点2相对坐标信息和基准点自身的经纬度及海拔高度信息计算得到相对坐标到大地坐标转换映射的相关参数；
基于坐标映射的相关参数将第一UWB定位基站4、第二UWB定位基站5、第三UWB定位基站6、第四UWB定位基站7的相对坐标转换为大地坐标系下的经纬度及海拔高度信息。
在北斗授时完成的基础上，即所有UWB定位基站的时间基准实现同步的前提下，如图3所示，通过设置合适的时隙长度及时隙号，完成UWB信号的时分复用，降低碰撞，提高信道利用率。
一种电子设备，包括：处理器；
存储器；以及程序，其中程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，程序包括用于执行基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法。
一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法。
本发明提供基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法，包括以下步骤：测量基站坐标，在北斗卫星信号低于预设信号强度阈值的区域，进行UWB定位基站坐标的测量；实时授时，将测量的基站坐标输入北斗授时模块，结合收到的北斗卫星信号进行授时；时隙同步控制，UWB基站在北斗授时下进行时隙控制时钟的同步，每个UWB基站根据自身的时隙号分发数据。本发明涉及一种电子设备、存储介质和程序产品。本发明在北斗卫星收星不好的情况下，仍能实现精准的授时，同时将其应用在UWB定位系统的时隙同步控制中，通过时隙分配控制，实现两跳通信范围内的无冲突传输，降低信号碰撞概率，提高信道的利用率，保证定位数据的平滑稳定。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
测量基站坐标，在北斗卫星信号低于预设信号强度阈值的区域，进行UWB定位基站坐标的测量；
实时授时，将测量的基站坐标输入北斗授时模块，结合收到的北斗卫星信号进行授时；
时隙同步控制，UWB基站在北斗授时下进行时隙控制时钟的同步，每个UWB基站根据自身的时隙号分发数据。
2.如权利要求1所述的基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法，其特征在于，所述测量基站坐标步骤包括：
获取基准测量点的经纬度及海拔高度信息，所述基准测量点设置在卫星信号达到信号强度阈值的环境；
分别测量设置的基准测量点和UWB定位系统布设的定位基站的相对坐标信息；
根据测量得到的基准点相对坐标信息和基准点自身的经纬度及海拔高度信息计算得到相对坐标到大地坐标转换映射的相关参数；
基于坐标映射的相关参数将UWB定位基站的相对坐标转换为大地坐标系下的经纬度及海拔高度信息。
3.如权利要求2所述的基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法，其特征在于：所述基准测量点的数量为二。
4.如权利要求3所述的基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法，其特征在于：所述UWB定位系统布设的定位基站的数量为四。
5.如权利要求4所述的基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法，其特征在于：所述测量基站坐标步骤中，利用全站仪分别测量设置的两个基准测量点和UWB定位系统布设的四个定位基站的相对坐标信息。
6.如权利要求5所述的基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法，其特征在于：所述测量基站坐标步骤中，利用全站仪测量得到的两个基准点相对坐标信息和基准点自身的精准经纬度及海拔信息计算得到相对坐标到大地坐标转换映射的相关参数；基于坐标映射的相关参数将四个UWB定位基站的相对坐标转换为大地坐标系下的经纬度及海拔高度信息。
7.如权利要求1所述的基于北斗授时的UWB定位系统时隙同步控制方法，其特征在于：所述时隙同步控制步骤中，通过设置的时隙长度及时隙号进行UWB信号的时分复用。
8.一种电子设备，其特征在于包括：处理器；
存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求1-7任意一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行如权利要求1-7任意一项所述的方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述的方法。
CN202110974668.6A 2021-08-24 2021-08-24 基于北斗授时的uwb定位系统时隙同步控制方法、设备、存储介质和程序产品 Pending CN113766626A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110974668.6A CN113766626A (zh) 2021-08-24 2021-08-24 基于北斗授时的uwb定位系统时隙同步控制方法、设备、存储介质和程序产品

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110974668.6A CN113766626A (zh) 2021-08-24 2021-08-24 基于北斗授时的uwb定位系统时隙同步控制方法、设备、存储介质和程序产品

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113766626A true CN113766626A (zh) 2021-12-07

Family

ID=78791105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110974668.6A Pending CN113766626A (zh) 2021-08-24 2021-08-24 基于北斗授时的uwb定位系统时隙同步控制方法、设备、存储介质和程序产品

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113766626A (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203352798U (zh) * 2013-05-22 2013-12-18 国家电网公司 一种移动信息定位终端
CN107024709A (zh) * 2017-05-27 2017-08-08 北京国泰星云科技有限公司 一种室内外无缝定位系统及方法
WO2017167306A1 (zh) * 2016-04-01 2017-10-05 成都精位科技有限公司 一种用于uwb高精度定位系统的信号同步方法及系统
CN107783162A (zh) * 2017-12-08 2018-03-09 深圳市中舟智能科技有限公司 基于uwb和北斗系统的室内室外无缝对接定位系统
CN109959951A (zh) * 2019-02-27 2019-07-02 浙江大学 基于toa测距方法与北斗授时同步的智能终端定位系统及方法
CN110505685A (zh) * 2019-08-29 2019-11-26 成都精位科技有限公司 基于卫星定位系统的基站校准方法及装置
US10567035B1 (en) * 2019-03-06 2020-02-18 Clairvoyant Networks, LLC Methods, systems, and computer readable media for distribution of time synchronization information to ultra-wide-band devices
CN111045058A (zh) * 2019-12-25 2020-04-21 安徽智龙芯电子科技有限公司 基于光纤传输的北斗gps伪卫星信号的室内定位方法
US10670692B1 (en) * 2016-09-30 2020-06-02 Sirius Xm Radio Inc. Ultra wide-band spectrum sharing and synchronization
US20200309895A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 Psj International Ltd. Ultra-wideband assisted precise positioning system and method
CN113030859A (zh) * 2021-05-27 2021-06-25 江苏东大集成电路系统工程技术有限公司 一种基于时分多址的uwb室内定位方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203352798U (zh) * 2013-05-22 2013-12-18 国家电网公司 一种移动信息定位终端
WO2017167306A1 (zh) * 2016-04-01 2017-10-05 成都精位科技有限公司 一种用于uwb高精度定位系统的信号同步方法及系统
US10670692B1 (en) * 2016-09-30 2020-06-02 Sirius Xm Radio Inc. Ultra wide-band spectrum sharing and synchronization
CN107024709A (zh) * 2017-05-27 2017-08-08 北京国泰星云科技有限公司 一种室内外无缝定位系统及方法
CN107783162A (zh) * 2017-12-08 2018-03-09 深圳市中舟智能科技有限公司 基于uwb和北斗系统的室内室外无缝对接定位系统
CN109959951A (zh) * 2019-02-27 2019-07-02 浙江大学 基于toa测距方法与北斗授时同步的智能终端定位系统及方法
US10567035B1 (en) * 2019-03-06 2020-02-18 Clairvoyant Networks, LLC Methods, systems, and computer readable media for distribution of time synchronization information to ultra-wide-band devices
US20200309895A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 Psj International Ltd. Ultra-wideband assisted precise positioning system and method
CN110505685A (zh) * 2019-08-29 2019-11-26 成都精位科技有限公司 基于卫星定位系统的基站校准方法及装置
CN111045058A (zh) * 2019-12-25 2020-04-21 安徽智龙芯电子科技有限公司 基于光纤传输的北斗gps伪卫星信号的室内定位方法
CN113030859A (zh) * 2021-05-27 2021-06-25 江苏东大集成电路系统工程技术有限公司 一种基于时分多址的uwb室内定位方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
匡秀梅;柳景斌;严强;: "基于北斗室内外无缝位置服务方案设计", 测绘与空间地理信息, no. 01, 25 January 2016 (2016-01-25) *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110099354B (zh) 一种结合tdoa与tof的超宽带通信二维定位方法
CN108490473B (zh) 一种融合gnss和uwb的无人机增强定位方法与系统
CN110856106B (zh) 基于uwb和气压计的室内高精度三维定位方法
US20100008270A1 (en) Method and System for Localization Using One-Way Ranging Technique
CN105792115B (zh) 多网定位数据融合方法和系统
CN102928860B (zh) 基于局部定位信息提高gps定位精度的方法
CN106656889B (zh) 一种基于调频连续波的超宽带室内定位方法
CN104159291A (zh) 一种被动式tdoa定位方法
CN109936837B (zh) 一种基于蓝牙的室内定位方法及系统
CN103209474A (zh) 一种移动终端定位的方法、定位服务器及服务基站
WO2018227727A1 (zh) 一种定位方法、设备及系统
CN113596985B (zh) 基于路径损耗校正模型的信号强度定位装置和定位方法
CN108093474B (zh) 利用虚拟时间同步实现室内定位的方法及系统
CN102573048B (zh) 一种移动终端的定位方法、系统及装置
CN112964258B (zh) 一种基于tdoa的多单元协同定位系统
CN113766626A (zh) 基于北斗授时的uwb定位系统时隙同步控制方法、设备、存储介质和程序产品
Li et al. Design of localization system based on ultra-wideband and long range wireless
US20090170526A1 (en) Determining position of a node and representing the position as a position probability space
CN108737961B (zh) 用于定位系统的位移监测方法及定位方法
CN114323014A (zh) 一种室内外组合导航方法、电子设备、存储介质、程序产品及系统
CN103458500A (zh) 一种定位用户设备的方法及装置
CN109100931B (zh) 一种利用差分数据对用户asf计算进行精确修正的方法
CN109547915B (zh) 一种多区域多基站定位的方法及装置
Liyuan et al. Multi-base-station uwb time difference positioning system
CN215177787U (zh) 一种多传感器联合的定位设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination