CN114080023B - 定位方法、定位系统、终端及可读存储介质 - Google Patents

定位方法、定位系统、终端及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种定位方法、定位系统、终端和非易失性计算机可读存储介质。定位方法包括：根据至少两个天线中的所有天线从基站接收到的初始射频信号获取终端的初始空间位置；控制至少两个天线中的一个从基站接收跟踪射频信号，其余天线处于休眠状态；根据跟踪射频信号获取终端与基站之间的当前距离；及根据终端的运动速度、初始空间位置、当前距离、及接收跟踪射频信号及接收初始射频信号的时间差获得终端的当前空间位置。本申请利用多个天线获取终端的初始位置后，仅保留一个天线检测终端与基站之间的当前距离，并根据初始空间位置、当前距离结合终端的运动速度，获得运动中终端的实时空间位置，能够提升定位的精确性及降低定位系统的功耗。

Description

定位方法、定位系统、终端及可读存储介质
技术领域
本申请涉及定位技术领域，特别涉及一种定位方法、定位系统、终端及计算机可读存储质。
背景技术
随着移动通信技术的发展，近年来利用移动通信基站对通信终端进行无线定位陈龙移动通信应用发展的新方向。然而，如果在定位过程中通信终端正在运动，由于定位需要时间，获取到的位置与通信终端当前的实际位置存在误差，导致定位的精确度误差大。
发明内容
本申请实施方式提供了一种定位方法、定位系统、终端及计算机可读存储质。
本申请实施方式提供一种定位方法。所述定位方法用于定位系统，所述定位系统包括激励源及与所述激励源连接的至少两个天线，所述激励源为至少两个所述天线提供信号及能量。所述定位方法包括：根据至少两个所述天线中的所有天线从基站接收到的初始射频信号获取终端的初始空间位置；控制至少两个所述天线中的一个从所述基站接收跟踪射频信号，其余所述天线处于休眠状态；根据所述跟踪射频信号获取所述终端与所述基站之间的当前距离；及根据所述终端的运动速度、所述初始空间位置、所述当前距离、及接收所述跟踪射频信号及接收所述初始射频信号的时间差获得所述终端的当前空间位置。
本申请实施方式提供一种定位系统。所述定位系统包括处理器、激励源及与所述激励源连接的至少两个天线，所述激励源为至少两个所述天线提供信号及能量。所述处理器用于：根据至少两个所述天线中的所有天线从基站接收到的初始射频信号获取终端的初始空间位置；控制至少两个所述天线中的一个从所述基站接收跟踪射频信号，其余所述天线处于休眠状态；根据所述跟踪射频信号获取所述终端与所述基站之间的当前距离；及根据所述终端的运动速度、所述初始空间位置、所述当前距离、及接收所述跟踪射频信号及接收所述初始射频信号的时间差获得所述终端的当前空间位置。
本申请实施方式提供一种终端。所述终端包括壳体及定位系统。所述定位系统与所述壳体结合。所述定位系统包括处理器、激励源及与所述激励源连接的至少两个天线，所述激励源为至少两个所述天线提供信号及能量。所述处理器用于：根据至少两个所述天线中的所有天线从基站接收到的初始射频信号获取终端的初始空间位置；控制至少两个所述天线中的一个从所述基站接收跟踪射频信号，其余所述天线处于休眠状态；根据所述跟踪射频信号获取所述终端与所述基站之间的当前距离；及根据所述终端的运动速度、所述初始空间位置、所述当前距离、及接收所述跟踪射频信号及接收所述初始射频信号的时间差获得所述终端的当前空间位置。
本申请实施方式提供一种包含计算及程序的非易失性计算机可读存储介质。所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行定位方法。所述定位方法包括：根据至少两个所述天线中的所有天线从基站接收到的初始射频信号获取终端的初始空间位置；控制至少两个所述天线中的一个从所述基站接收跟踪射频信号，其余所述天线处于休眠状态；根据所述跟踪射频信号获取所述终端与所述基站之间的当前距离；及根据所述终端的运动速度、所述初始空间位置、所述当前距离、及接收所述跟踪射频信号及接收所述初始射频信号的时间差获得所述终端的当前空间位置。
本申请中的定位方法、定位系统、终端及计算机可读存储介质通过利用多个天线获取终端的初始位置后，仅保留一个天线检测终端与基站之间的当前距离，根据初始空间位置、当前距离，并结合终端的运动速度即可获得终端的当前空间位置。如此能够获得运动中的终端的当前空间位置，减小由于定位时间较长终端位置已经发生改变而导致的定位误差，同时还能降低定位系统的功耗及定位时间。
本申请实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请实施方式的一种定位方法的流程示意图；
图2是本申请实施方式的一种定位系统的结构示意图；
图3是本申请实施方式的定位系统中一种天线与激励源的连接方式的示意图；
图4是本申请实施方式的又一种定位方法的流程示意图；
图5是本申请实施方式的一种确定初始空间位置的原理示意图；
图6是本申请实施方式的又一种定位方法的流程示意图；
图7是本申请实施方式的又一种定位方法的流程示意图；
图8是本申请实施方式的一种确定仰角的原理示意图；
图9是本申请实施方式的又一种定位方法的流程示意图；
图10是本申请实施方式的一种确定方位角的原理示意图；
图11是本申请实施方式的一种确定当前空间位置的原理示意图；
图12是本申请实施方式的又一种定位方法的流程示意图；
图13本申请实施方式的一种终端的结构示意图；
图14是是本申请实施方式的一种非易失性计算机可读存储介质与处理器的交互示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的实施方式的限制。
请参阅图1，本申请实施方式提供一种用于定位系统100的定位方法。定位系统100包括激励源10及与激励源10连接的至少两个天线20，激励源10为至少两个天线20提供信号及能量。定位方法包括：
01：根据至少两个天线20中的所有天线20从基站2000接收到的初始射频信号获取终端1000的初始空间位置；
02：控制至少两个天线20中的一个从基站2000接收跟踪射频信号，其余天线20处于休眠状态；
03：根据跟踪射频信号获取终端1000与基站2000之间的当前距离；及
04：根据终端1000的运动速度V、初始空间位置、当前距离Dt、及接收跟踪射频信号及接收初始射频信号的时间差△T1获得终端的当前空间位置。
请结合图1、图2及图5，本申请实施方式还提供一种定位系统100。定位系统100包括激励源10、与激励源10连接的至少两个天线20及处理器30，激励源10为至少两个天线20提供信号及能量。定位系统100进而用于实现本申请提供的定位方法，步骤01、步骤02、步骤03及步骤04均可以由处理器30实现。也即是说，处理器30用于：根据至少两个天线20中的所有天线20从基站2000接收到的初始射频信号获取终端的初始空间位置；控制至少两个天线20中的一个从基站2000接收跟踪射频信号，其余天线20处于休眠状态；根据跟踪射频信号获取终端1000与基站2000之间的当前距离Dt；及根据终端1000的运动速度、初始空间位置、当前距离Dt、及接收跟踪射频信号及接收初始射频信号的时间差△T1获得终端1000的当前空间位置。
本申请中的定位方法及定位系统100通过利用多个天线20获取终端1000的初始位置后，仅保留一个天线20检测终端1000与基站2000之间的当前距离Dt，根据初始空间位置、当前距离Dt，并结合终端1000的运动速度V即可获得终端1000的当前空间位置。如此能够获得运动中的终端1000的当前空间位置，减小由于定位时间较长终端1000位置已经发生改变而导致的定位误差，同时还能降低定位系统100的功耗及定位时间。
其中，定位系统100中天线20的数量可以是两个、三个、四个、五个等，在此不作限制。为了方便说明，以下均以定位系统100包含四个天线为例进行说明。具体地，请参阅图3，定位系统100包括第一天线21、第二天线22、第三天线23及第四天线24，四个天线20均处于同一个二维平面上，并且第一天线21、第二天线22、第三天线23及第四天线24依次围绕激励源10设置。其中，第一天线21与第二天线22处在同一垂直线上，第一天线21与第二天线22之间的距离为d12；第二天线22与第三天线23处在同一水平线上，第二天线22与第三天线23之间的距离为d23；第一天线21与第四天线24处在同一水平线上，第一天线21与第四天线24之间的距离为d14。激励源10为第一天线21、第二天线22、第三天线23及第四天线24提供信号及能量，第一天线21、第二天线22、第三天线23及第四天线24在工作状态下均能够从基站2000(图5所示)接收到射频信号。
需要说明的是，在一些实施例中，天线20可以是矩形规则天线，也可以是圆形或者环形天线。相邻的两个天线20之间的距离d，可以是两个天线20中心位置之间的距离，也可以是两个天线20最左侧之间的距离，还可以是两个天线20最右侧之间的距离，在此不作限制。
在用户开启定位系统100，即定位系统100开始工作时，定位系统100中的所有天线20均在工作状态，各自能够从基站2000接收到初始射频信号。具体地，在定位系统100开始工作时，第一天线21、第二天线22、第三天线23及第四天线24各自能够从基站2000接收到初始射频信号。由于四根天线20距离基站2000的距离不同，所以四根天线20接收到基站2000同一时刻发射的射频信号的时间存在差异，四根天线20接收到基站2000同一时刻发射的射频信号的相位也存在差异，利用四根天线20从基站2000接收同一初始射频信号的时间和相位之间的差值，及四根天线20彼此之间的距离d，既可以计算出终端1000的初始空间位置。
请参阅图1及图4，在一些实施例中，步骤01包括：
011：根据至少两个天线20中的所有天线20从基站2000接收到的初始射频信号的相位，获取任意两个相邻的天线20之间的相邻相位差PD；
012：获取相邻相位差PD与对应的预定相位差PD’之间的差值；
013：若差值大于预定阈值，控制所有天线20重新从基站2000接收新的初始射频信号，并根据新的初始射频信号获取终端1000的初始空间位置。
请结合图2及图4，步骤011、步骤012及步骤013均可以由处理器30实现。也即是说，处理器30还用于：根据至少两个天线20中的所有天线20从基站2000接收到的初始射频信号的相位，获取任意两个相邻的天线20之间的相邻相位差PD；获取相邻相位差PD与对应的预定相位差PD’之间的差值；若差值大于预定阈值，控制所有天线20重新从基站2000接收新的初始射频信号，并根据新的初始射频信号获取终端1000的初始空间位置。
具体地，请参阅图3及图5，处理器30获取第一天线21从基站2000接收到的初始射频信号的第一相位、第二天线22从基站2000接收到的初始射频信号的第二相位、第三天线23从基站2000接收到的初始射频信号的第三相位及第四天线24从基站2000接收到的初始射频信号的第四相位，并获取其中任意两个相邻的天线20的相邻相位差。例如，根据第一相位及第二相位，以获取第一天线21与第二天线22之间的相邻相位差PD(1,2)；根据第二相位及第三相位，以获取第二天线22与第三天线23之间的相邻相位差PD(2,3)；根据第三相位及第四相位，以获取第三天线23与第四天线24之间的相邻相位差PD(3,4)；根据第一相位及第四相位，以获取第一天线21与第四天线24之间的相邻相位差PD(1,4)。
处理器30在获取到任意两个相邻天线20之间的相邻相位差PD后，计算相邻相位差PD与对应的预定相位差PD’之间的差值。例如，用第一天线21与第二天线22之间的预定相位差PD’(1,2)减去第一天线21与第二天线22之间的相邻相位差PD(1,2)来生成第一差值△12；用第二天线22与第三天线23之间的预定相位差PD’(2,3)减去第二天线22与第三天线23之间的相邻相位差PD(2,3)来生成第二差值△23；用第三天线23与第四天线24之间的预定相位差PD’(2,4)减去第三天线23与第四天线24之间的相邻相位差PD(2,4)来生成第三差值△24；用第一天线21与第四天线24之间的预定相位差PD’(1,4)减去第一天线21与第四天线24之间的相邻相位差PD(1,4)来生成第四差值△14。预定相位差PD’(1,2)可以是在自由空间环境(例如第一天线21和第二天线22未被任何外部对象加载的操作环境)中的第一天线21与第二天线22之间生成的自由空间相位差值。同样地，预定相位差PD’(2,3)是在自由空间环境中的第二天线22与第三天线23之间生成的自由空间相位差值；预定相位差PD’(3,4)是在自由空间环境中的第三天线23与第四天线24之间生成的自由空间相位差值；预定相位差PD’(1,4)是在自由空间环境中的第一天线21与第四天线24之间生成的自由空间相位差值。需要说明的是，预定相位差PD’(1,2)、预定相位差PD’(2,3)、预定相位差PD’(3,4)及预定相位差PD’(1,4)可以在用户正常操作终端1000之前生成，也可以在组装定位系统100之前生成，在此不作限制。
处理器30在获得第一差值△12、第二差值△23、第三差值△34及第四差值△14后，可以将多个差值与一个或多个预定阈值进行比较，以确定第一天线21、第二天线22、第三天线23和第四天线24中的一个是否在不自由空间环境中，即第一天线21、第二天线22、第三天线23和第四天线24中的一个是否受到外界干扰。例如，处理器30可以将每个差值与不同的相应阈值进行比较；或者，处理器30可以将每个差值与相同的阈值进行比较；或者，处理器可以将多个差值的组合与阈值进行比较，在此不作限制。
若每个差值小于对应阈值，则说明第一天线21、第二天线22、第三天线23及第四天线24均在自由空间环境中操作，即第一天线21、第二天线22、第三天线23及第四天线24均未受到外界干扰，此时处理器30根据当前四个天线20从基站2000接收到的初始射频信号获取终端2000的初始空间位置。
若一个或多个差值大于一个或多个阈值，则说明第一天线21、第二天线22、第三天线23及第四天线24中至少有一个在非自由空间环境中操作，即第一天线21、第二天线22、第三天线23及第四天线24中至少有一个受到外界干扰，此时处理器30控制第一天线21、第二天线22、第三天线23及第四天线24重新从基站2000接收新的初始射频信号，并根据新获取的初始射频信号，以获取终端2000的初始空间位置。
需要说明的是，在一些实施例中，若一个或多个差值大于一个或多个阈值时，处理器30控制第一天线21、第二天线22、第三天线23及第四天线24重新从基站2000接收新的初始射频信号后，再次判断此时第一天线21、第二天线22、第三天线23及第四天线24是否均在自由空间环境中操作，即判断此时第一天线21、第二天线22、第三天线23及第四天线24是否均未受到外界干扰，若至少有一个天线20仍然受到外界干扰则控制所有天线20继续重新从基站2000接收新的初始射频信号，直至所有天线20均在自由空间环境中操作，即所有天线20均未受到外界干扰。
实际上第一天线21、第二天线22、第三天线23及第四天线24可能受到来自外部对象的阻抗加载的影响，会影响天线20接收到初始射频信号的时间或相位，如此会使获得的初始空间位置产生误差。本申请先判断是否有天线20受到外界干扰，在存在天线20受到外界干扰时重新获取新的初始射频信号，并根据新的初始射频信号以获取终端1000的初始空间位置。如此，能够避免由于天线20受到外界干扰导致接收到初始射频信号的时间或相位存在误差，以此减小定位系统100的定位误差，能够定位系统100定位的精准性。
请参阅图1及图6，在一些实施例中，根据初始射频信号，以获取终端1000的初始空间位置，还包括：
014：根据射频信号中的时间戳、每个天线20从基站2000接收到的初始射频信号的接收时间、及初始射频信号的传输速度获取每个天线20到基站2000的距离D；及
015：根据多个天线20到基站2000的多个距离D获取终端1000到基站2000的初始距离D0。
请结合图2及图6，步骤014及步骤015均可以由处理器30实现，也即是说，处理器30还用于：根据射频信号中的时间戳、每个天线20从基站2000接收到的初始射频信号的接收时间、及初始射频信号的传输速度获取每个天线20到基站2000的距离D；根据多个天线20到基站2000的多个距离D获取终端1000到基站2000的初始距离D0。
请结合图5，基站2000发射的初始射频信号上包含时间戳，时间戳记录了该初始射频信号的发射时间，根据时间戳及初始射频信号到达各个天线20上的时间，可以确定射频信号的渡越时间并由此确定基站2000到各个天线20的距离。下面以计算第一天线21与基站2000之间的第一距离D1为例进行说明。具体地，在一些实施例中，第一距离D1可以根据计算公式D1＝C×△t获得，其中C表示射频信号在自由空间环境下的速度(射频信号在自由空间环境下的速度可以等于自由空间的光速)；△t表示基站2000发射初始射频信号的时间与第一天线21接收初始射频信号的时间之间的时间差值。
需要说明的是，在一些实施例中，第一距离D1还可以根据基站2000发射初始射频信号与第一天线21接收初始射频信号之间的相位差△P来计算。具体地，由于△P＝ω×△t＝2πf×△t，因此第一距离D1＝C×△P/2πf，其中ω为弧度单位制下的角速度、f为发射/接收信号的频率、△t表示基站2000发射初始射频信号的时间与第一天线21接收初始射频信号的时间之间的时间差值、C表示射频信号在自由空间环境下的速度(射频信号在自由空间环境下的速度可以等于自由空间的光速)。由于第一距离D1通常远小于射频信号的传递速度，因此基站2000发射初始射频信号的时间与第一天线21接收初始射频信号的时间之间的时间差值△t是很小的，分辨出此时间差△t对分析和处理系统提出较高的精度要求，而转化为基站2000发射初始射频信号与第一天线21接收初始射频信号之间的相位差△P后较容易测量，因此对分析和处理系统要求大大降低，从而降低了定位系统100的制造难度和成本。
同样地，计算第二天线22与基站2000之间的第二距离D2、计算第三天线23与基站2000之间的第三距离D3及计算第四天线与基站2000之间的第四距离D4的具体方法，与上述实施例中计算第一天线21与基站2000之间的第一距离D1的具体方法相同，在此不作赘述。
处理器30在获得多个天线20到基站2000的距离D后，根据多个天线20到基站2000的距离D以获取终端1000到基站2000的初始距离D0。具体地，处理器30获得第一距离D1、第二距离D2、第三距离D3及第四距离D4后，对多个距离求均值以获得终端1000到基站2000的初始距离D0，即D0＝(D1+D2+D3+D4)/4。由于终端1000到基站2000的初始距离D0是根据多个天线20到基站2000的距离通过求均值获得的，如此能够排除偶然测量误差，从而提高定位系统100定位的精准度。当然，在一些实施例中，处理器30会先去除与多个天线20对应的距离D中最大值及最小值，利用剩余距离D求均值以此获得终端1000到基站2000的初始距离D0，在此不作限制。
请参阅图1及图7，在一些实施例中，根据初始射频信号，以获取终端1000的初始空间位置，还包括：
016：根据至少两个天线20中任意两个相邻的天线20之间的距离d、及天线20从基站2000接收到的初始射频信号获得每个天线20相对基站2000的仰角及
017：根据多个天线20相对基站2000的多个仰角获取终端1000到基站2000的初始仰角/>
请结合图2及图7，步骤016及步骤017均可以由处理器30实现，也即是说，处理器30还用于：根据至少两个天线20中任意两个相邻的天线20之间的距离d、及天线20从基站2000接收到的初始射频信号获得每个天线20相对基站2000的仰角及根据多个天线20相对基站2000的多个仰角/>获取终端1000到基站2000的初始仰角/>
其中，如图5所示，仰角是指基站2000与终端1000所在的局部平面k之间的夹角。如前所述，由于定位系统100中的多个天线20到距离基站2000的距离不同，所以多个天线20接收到基站2000同一时刻发射的射频信号的时间存在差异。处理器30获取根据定位系统100中所有天线20从基站2000接收到的初始射频信号的时间，以获取定位系统100中任意两个相邻天线20从基站2000接收到初始射频信号的时间差T。处理器30根据任意两个相邻的天线20从基站2000接收到初始射频信号的时间差T、及对应的两个天线20的之间的距离d获取多个仰角/>例如，根据第一天线21接收到初始射频信号与第二天线22接收到射频信号之间的时间差为T(1,2)、及第一天线21与第二天线22的之间的距离d12获得第一仰角/>第二天线22接收到初始射频信号与第三天线23接收到射频信号之间的时间差为T(2,3)、及第二天线22与第三天线23的之间的距离d23获得第二仰角/>第三天线23接收到初始射频信号与第四天线24接收到射频信号之间的时间差为T(3,4)、及第三天线23的与第四天线24的之间的距离d34获得第三仰角/>第一天线21接收到初始射频信号与第四天线24接收到射频信号之间的时间差为T(1,4)、及第一天线21与第四天线24的之间的距离d14获得第四仰角
下面以计算第一仰角为例进行说明，具体地，请参阅图8，由于终端1000到基站2000之间的距离D远大于相邻的两个天线20的之间的距离d，因此可以认为在某个时刻由基站2000到第一天线21的初始射频信号传输路径，与由基站2000到第二天线22的初始射频信号传输路径是相互平行的。由于第一天线21与第二天线22的之间存在间距d12，导致了第一天线21接收到初始射频信号与第二天线22接收到射频信号之间的时间差为T(1,2)，同时第一天线21到基站2000之间的距离与第二天线22到基站2000之间的距离也存在距离差D(1，2)。如图8所示，第一天线21到基站2000之间的距离与第二天线22到基站2000之间的距离差D(1，2)可以被确定为角度y或角度x的函数。例如，D(1，2)＝d12×cos x或D(1，2)＝d12×sin y，并且x+y＝90°。第一天线21到基站2000之间的距离与第二天线22到基站2000之间的距离也存在距离差D(1，2)也可以确定为由第一天线21接收初始射频信号与第二天线22接收初始射频信号之间的相位差的函数。例如，D(1，2)＝PD(1,2)×C/2π，其中PD(1,2)表示第一天线21与第二天线22之间的相位差、C表示射频信号在自由空间环境下的速度(射频信号在自由空间环境下的速度可以等于自由空间的光速)。关于第一天线21到基站2000之间的距离与第二天线22到基站2000之间的距离也存在距离差D(1，2)的两个等式设置为相等，并且重新布置可得/> 因此可以计算出夹角x的值，该夹角x就是第一仰角
同样地，计算第二仰角第三仰角/>及第四仰角/>的计算方法与上述实施例中对第一仰角/>的计算方式相同，在此不作赘述。处理器30在获得多个仰角/>后，根据多个仰角/>以获取终端1000到基站2000的初始仰角/>根据多个仰角/>以获取初始仰角/>的具体实施方式与上述实施例中根据多个距离D以获取初始距离D0的具体实施方式相同，在此不作赘述。
请参阅图1及图9，在一些实施例中，根据初始射频信号，以获取终端1000的初始空间位置，还包括：
018：根据至少两个天线20中任意两个相邻的天线20之间的距离d、天线20到基站的距离D、及天线20相对基站2000的仰角获得每个天线20相对基站2000的方位角θ；及
019：根据多个天线20相对基站2000的多个方位角θ获取终端1000到基站2000的初始方位角θ0。
请结合图2及图9，步骤018及步骤019均可以由处理器30实现。也即是说，处理器30还用于：根据至少两个天线20中任意两个相邻的天线20之间的距离d、天线20到基站的距离D、及天线20相对基站2000的仰角获得每个天线20相对基站2000的方位角θ；及根据多个天线20相对基站2000的多个方位角θ获取终端1000到基站2000的初始方位角θ0。
其中，如图5及图10所示，基站2000在终端1000所在平面k的投影为基站投影2100，基站投影2100与终端1000的连线，与终端1000的参考方向的夹角为方位角θ。需要说明的是，终端1000的参考方向可以是“北”方向；终端1000的参考方向也可以是预先设定的方向，在此不作限制。
处理器30在获得多个天线20到基站2000的距离D及多个仰角后，处理器30根据定位系统100上的多个天线20到基站2000的距离D、多个仰角/>及任意两个相邻的天线20的之间的距离d后，以获取多个天线20对应的方位角θ。例如，根据第一天线21到基站2000的第一距离D1、第二天线22到基站2000的第二距离D2、第一仰角/>第二仰角/>及第一天线21与第二天线22之间的距离d12，以获得与第一天线21对应的第一方位角θ1及与第二天线22对应的第二方位角θ2具体地，请参阅图5及图10，处理器30根据第一天线21到基站2000的第一距离D1、第二天线22到基站2000的第二距离D2、第一仰角/>第二仰角/>以获得第一天线21到基站投影2100的距离D1’及第二天线22到基站投影2100的距离D2’。例如，第一天线21到基站投影2100的距离D1’可以通过计算公式/>获得，第二天线22到基站投影2100的距离D2’可以通过计算公式/>计算获得。如图10所示，由第一天线21、第二天线22及基站投影2100构成的三角形中，根据已知的第一天线21到基站投影2100的距离D1’、第二天线22到基站投影2100的距离D2’及第一天线21与第二天线22之间的距离d12，结合三角函数即可获得与第二天线22对应的第二方位角θ2。处理器30获得第二方位角θ2后，根据已知的第一天线21到基站投影2100的距离D1’、第二天线22到基站投影2100的距离D2’及第二方位角θ2结合三角函数即可获得与第一天线21对应的第一方位角θ1。同样地，获取第三方位角θ3及第四方位角θ4的方法与获取第一方位角θ1及第二方位角θ2的方法相同，在此不作赘述。
需要说明的是，在一些实施例中，处理器30根据任意两个相邻的天线20之间的距离d、天线20对应的距离D、及初始仰角以获得每个天线20相对基站2000的方位角θ。例如，根据第一天线21到基站2000的第一距离D1、第二天线22到基站2000的第二距离D2、第一天线21与第二天线22之间的距离d12及初始仰角/>以获得与第一天线21对应的第一方位角θ1及与第二天线22对应的第二方位角θ2。
处理器30在获得每个天线20相对基站2000的方位角后，根据多个方位角θ以获取终端1000到基站2000的初始方位角θ0。根据多个方位角θ以获取初始方位角θ0的具体实施方式与上述实施例中根据多个距离D以获取初始距离D0的具体实施方式相同，在此不作赘述。处理器30在获得初始距离D0、初始仰角及初始方位角θ0后，即可获得终端1000的初始空间位置。
需要说明的是，请参阅图2、图6、图7及图9，在一些实施例中，步骤013中的根据新的初始射频信号获取终端1000的初始空间位置，也可以通过步骤014、步骤015、步骤016、步骤017、步骤018及步骤019实现。
请参阅图11，处理器30在获得终端1000的初始空间位置后，控制定位系统100中仅保持一个天线20处于工作状态，从基站2000中接收跟踪射频信号，其余天线20均处于休眠状态。处理器30根据跟踪射频信号获取终端1000与基站2000之间的当前距离Dt，并根据终端1000的运动速度V、终端1000的初始空间位置、当前距离Dt、及接收跟踪射频信号及接收初始射频信号的时间差△T1获得终端1000的当前空间位置。由于获取终端1000的初始空间位置后，仅保留一个天线20检测终端1000与基站2000之间的当前距离Dt，根据初始空间位置、当前距离Dt结合终端1000的运动速度即可获得终端1000的当前空间位置。如此能够获得运动中的终端1000的当前空间位置，减小由于定位时间较长终端1000位置已经发生改变而导致的定位误差，同时还能降低定位系统100的功耗及定位时间。
具体地，处理器30在获得终端1000的初始空间位置后，控制定位系统100中的第四天线24保持工作，控制第一天线21、第二天线22及第三天线23处于休眠状态，即第四天线24仍然从基站2000接收跟踪射频信号，第一天线21、第二天线22及第三天线23不从基站2000接收射频信号。基站2000发射的跟踪射频信号与初始射频信号一样，都包含有记录了该射频信号发射时间的时间戳。处理器30根据跟踪射频信号上的时间戳及跟踪射频信号到达第四天线24上的时间，以计算当前终端1000与基站2000之间的当前距离Dt。当前距离Dt的具体计算方式与上述实施例中技术第一天线21与基站2000之间的第一距离D1的具体计算方式相同，在此不再赘述。
处理器30获取终端1000的运动速度V、及第四天线24接收到初始射频信号与第四天线24接收到跟踪射频信号之间的时间差△T1，可以获得当前终端1000的相对运动距离△D，例如，可以通过计算公式△D＝V×△T1计算获得。如图11所示，基站2000到基站投影2100的距离h可以获得关于初始仰角的函数式，例如/>基站2000到基站投影2100的距离h可以获得关于当前仰角/>的函数式，例如/>如此处理器30能够根据已知的初始距离D0、初始仰角/>及当前距离Dt结合三角函数通过计算获得当前仰角/>
处理器30在获取到当前仰角后，可以根据当前距离Dt、当前仰角/>结合三角函数通过计算获得当前终端1000所在位置N与基站投影2100之间的距离D’t；并根据初始距离D0、初始仰角/>结合三角函数通过计算获得初始终端1000所在位置M与基站投影2100之间的距离D0’。如图11所示，由初始终端1000所在位置M、当前终端1000所在位置N及基站投影2100构成的三角形中，根据已知的初始终端1000所在位置M与基站投影2100之间的距离D0’、当前终端1000所在位置N与基站投影2100之间的距离D’t及终端相对运动距离△D，结合三角函数即可获得当前方位角θt。处理器30在获得当前距离Dt、当前仰角/>及当前方位角θt后，即可获得终端1000的当前空间位置。
需要说明的是，终端1000的运动速度V可以通过终端1000至内置的速度计或陀螺仪等速度测量装置来获取，在此不作限制。
请参阅图12，在一些实施例中，定位方法还包括循环执行以下步骤：
05：持续以预设时间间隔△T2获取跟踪射频信号；
06：根据跟踪射频信号获取终端1000与基站2000之间的当前距离Dt；及
07：根据终端1000的运动速度V、终端的上一时刻的空间位置、当前距离Dt、及预设时间间隔△T2获得终端1000的下一时刻的空间位置。
请结合图2及图12，步骤05、步骤06及步骤07均可以由处理器30执行。也即是说，处理器30还用于循环执行以下步骤：持续以预设时间间隔获取跟踪射频信号；根据跟踪射频信号获取终端与基站之间的当前距离Dt；及根据终端的运动速度、终端的上一时刻的空间位置、当前距离Dt、及预设时间间隔获得终端的下一时刻的空间位置。
请结合图11，处理器30控制定位系统100中从基站2000接收跟踪射频信号的天线20，持续以预设时间间隔△T2获取跟踪射频信号，并在每次跟踪射频信号到达该天线20后，根据该跟踪射频信号获取此时终端1000与基站2000之间的当前距离Dt，再根据此时终端1000的运动速度V、此时的当前距离Dt、预设时间间隔△T2及上一时刻的空间位置，以获取下一时刻终端1000的空间位置。如此能够持续获取运动中的终端100的实时位置，提高定位系统100定位的准确性。
需要说明的是，上一时刻的空间位置可以是终端1000的初始空间位置，上一时刻的空间位置也可以是根据上一次跟踪射频信号到达天线20时获取到的空间位置。预设时间间隔△T2与接收跟踪射频信号及接收初始射频信号的时间差△T1可以相等，也可以不相等，在此不作限制。但预设时间间隔△T2与接收跟踪射频信号及接收初始射频信号的时间差△T1均需要小于预设数值，预设数值可以是10ms或1ms等。
具体地，处理器30在获取到终端1000的当前空间位置后，处理器30控制第四天线24持续以预设时间间隔△T2获取跟踪射频信号。并且第四天线24每次从基站2000接收到跟踪射频信号后，都会根据该跟踪射频信号上的时间戳及该跟踪射频信号到达第四天线24的时间计算此时终端1000与基站2000之间的当前距离Dt。计算此时终端1000与基站2000之间的当前距离Dt与上述实施例中技术第一天线21与基站2000之间的第一距离D1的具体计算方式相同，在此不再赘述。在获得新的当前距离Dt后，处理器30根据此时终端1000的运动速度V、新的当前距离Dt、预设时间间隔△T2及上一时刻的空间位置，计算下一时刻终端1000的空间位置。计算下一时刻终端1000的空间位置的具体方法，与上述实施例中根据终端1000的运动速度V、终端1000的初始空间位置、当前距离Dt、及接收跟踪射频信号及接收初始射频信号的时间差△T1获得终端1000的当前空间位置的具体方法相同，在此不作赘述。
请参阅图13，本申请还提供一种终端1000。本申请实施方式的终端1000包括壳体200及上述任意一项实施方式的定位系统100。定位系统100与壳体200结合。终端1000可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、智能穿戴设备(例如智能手表、智能手环、智能眼镜、智能头盔)、无人机、头显设备等，在此不作限制。
本申请中的终端1000通过利用定位系统100中多个天线20获取终端1000的初始位置后，仅保留一个天线20检测终端1000与基站2000之间的当前距离Dt，根据初始空间位置、当前距离Dt，并结合终端1000的运动速度V即可获得终端1000的当前空间位置。如此能够获得运动中的终端1000的当前空间位置，减小由于定位时间较长终端1000位置已经发生改变而导致的定位误差，同时还能降低定位系统100的功耗及定位时间，从而提升终端1000的定位精准性。
请参阅14，本申请还提供一种包含计算机程序的非易失性计算机可读存储介质300，其上存储有计算机程序310。该计算机程序被处理器60执行时，使得处理器60执行上述任意一个实施方式的定位方法。
例如，请参阅图1、图2及图14，计算机程序被处理器60执行时，使得处理器60执行以下步骤：
01：根据至少两个天线中的所有天线从基站接收到的初始射频信号获取终端的初始空间位置；
02：控制至少两个天线中的一个从基站接收跟踪射频信号，其余天线处于休眠状态；
03：根据跟踪射频信号获取终端与基站之间的当前距离；及
04：根据终端的运动速度、初始空间位置、当前距离、及接收跟踪射频信号及接收初始射频信号的时间差获得终端的当前空间位置。
计算机可读存储介质300可设置在定位系统100或者终端1000内，也可设置在云端服务器内，此时，定位系统100或者终端1000能够与云端服务器进行通讯来获取到相应的计算机程序310。
可以理解，计算机程序310包括计算机程序代码。计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读存储介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、以及软件分发介质等。
处理器60可以是指驱动板。驱动板可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器60、数字信号处理器230(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。需要说明的是，处理器60可以与设置在定位系统100中的处理器30为同一处理器，处理器60也可以设置在终端1000中，与设置在定位系统100中的处理器30不是同一处理器，在此不作限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种定位方法，所述定位方法用于定位系统，其特征在于，所述定位系统包括激励源及与所述激励源连接的至少两个天线，所述激励源为至少两个所述天线提供信号及能量；所述定位方法包括：
根据至少两个所述天线中的所有天线从基站接收到的初始射频信号获取终端的初始空间位置；
控制至少两个所述天线中的一个从所述基站接收跟踪射频信号，其余所述天线处于休眠状态；
根据所述跟踪射频信号获取所述终端与所述基站之间的当前距离；及
根据所述终端的运动速度、所述初始空间位置、所述当前距离、及接收所述跟踪射频信号及接收所述初始射频信号的时间差获得所述终端的当前空间位置；所述定位方法还包括循环执行以下步骤：
持续以预设时间间隔获取所述跟踪射频信号；
根据所述跟踪射频信号获取所述终端与所述基站之间的当前距离；及
根据所述终端的运动速度、所述终端的上一时刻的空间位置、所述当前距离、及所述预设时间间隔获得所述终端的下一时刻的空间位置。
2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述根据至少两个所述天线中的所有天线从基站接收到的初始射频信号获取终端的初始空间位置，包括：
根据至少两个所述天线中的所有天线从基站接收到的所述初始射频信号的相位，获取任意两个相邻的所述天线之间的相邻相位差；
获取所述相邻相位差与对应的预定相位差之间的差值；及
若所述差值大于预定阈值，控制所有所述天线重新从所述基站接收新的所述初始射频信号，并根据新的所述初始射频信号获取所述终端的初始空间位置。
3.根据权利要求1或2所述的定位方法，其特征在于，根据所述初始射频信号获取终端的初始空间位置，包括：
根据所述射频信号中的时间戳、每个所述天线从所述基站接收到的所述初始射频信号的接收时间、及所述初始射频信号的传输速度获取每个所述天线到所述基站的距离；及
根据多个所述天线到所述基站的多个距离获取所述终端到所述基站的初始距离。
4.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于，根据所述初始射频信号获取终端的初始空间位置，还包括：
根据至少两个所述天线中任意两个相邻的所述天线之间的距离、及所述天线从所述基站接收到的所述初始射频信号获得每个所述天线相对所述基站的仰角；及
根据多个所述天线相对所述基站的多个仰角获取所述终端到所述基站的初始仰角。
5.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于，根据所述初始射频信号获取终端的初始空间位置，还包括：
根据至少两个所述天线中任意两个相邻的所述天线之间的距离、所述天线到所述基站的距离、及所述天线相对所述基站的仰角获得每个所述天线相对所述基站的方位角；及
根据多个所述天线相对所述基站的多个方位角获取所述终端到所述基站的初始方位角。
6.一种定位系统，其特征在于，所述定位系统包括处理器、激励源及与所述激励源连接的至少两个天线，所述激励源为至少两个所述天线提供信号及能量，所述处理器用于：
根据至少两个所述天线中的所有天线从基站接收到的初始射频信号获取终端的初始空间位置；
控制至少两个所述天线中的一个从所述基站接收跟踪射频信号，其余所述天线处于休眠状态；
根据所述跟踪射频信号获取所述终端与所述基站之间的当前距离；及
根据所述终端的运动速度、所述初始空间位置、所述当前距离、及接收所述跟踪射频信号及接收所述初始射频信号的时间差获得所述终端的当前空间位置。
7.根据权利要求6所述的定位系统，其特征在于，所述处理器还用于：
根据至少两个所述天线中的所有天线从基站接收到的所述初始射频信号的相位，获取任意两个相邻的所述天线之间的相邻相位差；
获取所述相邻相位差与对应的预定相位差之间的差值；及
若所述差值大于预定阈值，控制所有所述天线重新从所述基站接收新的所述初始射频信号，并根据新的所述初始射频信号，以获取所述终端的初始空间位置。
8.根据权利要求6或7所述的定位系统，其特征在于，所述处理器还用于：
根据所述射频信号中的时间戳、每个所述天线从所述基站接收到的所述初始射频信号的接收时间、及所述初始射频信号的传输速度获取每个所述天线到所述基站的距离；及
根据多个所述天线到所述基站的多个距离获取所述终端到所述基站的初始距离。
9.根据权利要求8所述的定位系统，其特征在于，所述处理器还用于：
根据至少两个所述天线中任意两个相邻的所述天线的之间的距离、及所述天线从所述基站接收到的所述初始射频信号获得每个所述天线相对所述站仰角；及
根据多个所述天线相对所述基站的多个仰角取所述终端到所述基站的初始仰角。
10.根据权利要求9所述的定位系统，其特征在于，所述处理器还用于：
根据至少两个所述天线中任意两个相邻的所述天线之间的距离、所述天线到所述基站的距离、及所述天线相对所述基站的仰角获得每个所述天线相对所述基站的方位角；及
根据多个所述天线相对所述基站的多个方位角获取所述终端到所述基站的初始方位角。
11.根据权利要求6所述的定位系统，其特征在于，所述处理器还用于循环执行以下步骤：
持续以预设时间间隔获取所述跟踪射频信号；
根据所述跟踪射频信号获取所述终端与所述基站之间的当前距离；及
根据所述终端的运动速度、所述终端的上一时刻的空间位置、所述当前距离、及所述预设时间间隔获得所述终端的下一时刻的空间位置。
12.一种终端，其特征在于，包括：
壳体；及
权利要求6-11任意一项所述的定位系统，所述定位系统与所述壳体结合。
13.一种包含计算机程序的非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1至5任意一项所述的定位方法。
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