CN116528150B - 定位系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种定位系统及方法,属于定位技术领域。包括:至少N个信号发送单元、至少M个数据传输单元及分析单元,其中信号发送单元包括定位基站,数据传输单元包括数据收发单元,信号发送单元与数据传输单元交替排列并首尾连接;定位基站通过数据传输单元的数据收发单元进行与终端设备的信号收发,产生各信号的发出特征及接收特征。分析单元接收各信号发送单元发送的发出特征、接收特征及对应的目标定位基站的标识、终端设备标识,其中目标定位基站为进行信号收发的定位基站;根据各发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识、对应的终端设备标识,确定终端设备的位置坐标。解决了在隧道、地铁等有信号屏蔽的位置定位不准的问题。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种定位系统及方法。
背景技术
随着生活数字化程度逐渐加深,以及出行时对导航依赖程度加深,人们对于定位信号准确程度的要求逐渐提高。
目前,现有技术中,通信信号通常由基站发出,定位则通常采用卫星定位。但在室内、隧道内及有信号遮蔽的地方,定位信号会有所衰减难以到达手机等终端设备。
但是,发明人发现现有技术至少存在如下技术问题:现有技术在地铁或隧道等狭长形室内有信号遮蔽的位置定位不准确。
发明内容
本申请提供一种定位系统及方法,用以解决有信号屏蔽的位置定位不准的问题以及多径效应造成的解算不准确问题。
第一方面,本申请提供一种定位系统,包括:至少N个信号发送单元、至少M个数据传输单元及分析单元,其中信号发送单元包括定位基站,数据传输单元包括至少一个数据收发单元,其中N和M为正整数;信号发送单元与数据传输单元交替排列并首尾连接;定位基站,用于通过数据传输单元的数据收发单元进行与终端设备的信号收发,产生各信号的发出特征及接收特征,其中发出特征包括发出时间或发出相位,接收特征包括接收时间或接收相位;分析单元,用于接收各信号发送单元发送的发出特征、接收特征及对应的目标定位基站的标识、终端设备标识,其中目标定位基站为进行信号收发的定位基站;根据各发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识、对应的终端设备标识,确定终端设备的位置坐标。
在一种可能的实现方式中,信号发送单元,还包括通信基站及合路器;数据传输单元包括通信信号收发单元;定位基站与合路器的第一端口连接,通信基站与合路器的第二端口连接,合路器的第三端口与数据传输单元连接;定位基站,用于通过合路器及数据传输单元的数据收发单元与终端设备进行定位信号的收发;通信基站,用于通过合路器及数据传输单元的通信信号收发单元与终端设备进行通信信号的收发。
在一种可能的实现方式中,定位系统一端的信号发送单元还包括通信基站;数据传输单元还包括通信信号收发单元;定位系统中除一端的信号发送单元以外的各信号发送单元,还包括放大器;各信号发送单元还包括合路器;在一端的信号发送单元中,定位基站与合路器的第一端口连接,通信基站与合路器的第二端口连接,合路器的第三端口与数据传输单元连接;在除一端的信号发送单元以外的各信号发送单元中,定位基站与合路器的第一端口连接,放大器与合路器的第二端口连接,合路器的第三端口与数据传输单元连接;定位基站,用于通过合路器及数据传输单元的数据收发单元与终端设备进行定位信号的收发;通信基站,通过合路器及数据传输单元的数据收发单元与终端设备进行通信信号的收发;放大器,用于接收一侧的合路器传输的信号,并将信号放大后输入另一侧的合路器。
在一种可能的实现方式中,信号发送单元包括全信号发送单元,全信号发送单元还包括通信基站及合路器,其中全信号发送单元为沿定位系统的延伸方向,每隔n个信号发送单元的下一个信号发送单元,n为不小于0的整数;数据传输单元包括通信信号收发单元;在全信号发送单元中,定位基站与合路器的第一端口连接,通信基站与合路器的第二端口连接,合路器的第三端口与数据传输单元连接;在全信号发送单元中,定位基站,用于通过合路器及数据传输单元的数据收发单元与终端设备进行定位信号的收发;通信基站,通过合路器及数据传输单元的通信信号收发单元与终端设备进行通信信号的收发。
在一种可能的实现方式中,分析单元,用于:根据各发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识、对应的终端设备标识,计算各收发特征值,其中收发特征值与目标定位基站的标识、终端设备标识对应;根据收发特征值的数量、各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,确定终端设备的位置坐标。
在一种可能的实现方式中,分析单元,用于:根据各目标定位基站的标识,查找预设的标识与位置对应关系,得到对应的目标定位基站的目标位置;根据各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,查找对应的目标数据收发单元的标识,其中目标数据收发单元为信号经过的数据收发单元;根据目标数据收发单元的标识,确定目标数据收发单元的目标构造信息;若收发特征值的数量大于或等于3,则根据各目标位置、各收发特征值及各目标构造信息,计算终端设备的位置坐标。
在一种可能的实现方式中,目标构造信息,包括:目标距离信息、目标误差及目标角度信息;分析单元,用于将各目标位置、各目标距离信息、各目标误差、各目标角度信息及各收发特征值输入预设的位置坐标计算公式,得到终端设备的位置坐标。
在一种可能的实现方式中,分析单元,用于:根据各目标定位基站的标识,查找预设的标识与位置对应关系,得到对应的目标定位基站的目标位置;根据各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,查找对应的目标数据收发单元的标识,其中目标数据收发单元为信号经过的数据收发单元;根据数据收发单元的标识及目标数据收发单元的标识,确定目标数据收发单元的目标构造信息;若收发特征值的数量小于3,则读取预设的位置信息,并根据各目标构造信息、预设的位置信息、各目标位置及各收发特征值,计算终端设备的位置坐标。
在一种可能的实现方式中,分析单元,还用于:根据各收发特征值及对应的各目标定位基站的标识,确定对应的目标数据收发区域的标识;根据各收发特征值对应的目标数据收发区域的标识及对应的目标定位基站的标识,确定各收发特征值的优先级;按优先级由高至低的顺序将各收发特征值排序,得到收发特征值序列;采用收发特征值序列中的前N个收发特征值确定终端设备的空间坐标,其中N为正整数。
第二方面,本申请提供一种定位方法,应用于定位系统,定位系统,包括:至少N个信号发送单元、至少M个数据传输单元及分析单元,其中信号发送单元包括定位基站,数据传输单元包括至少一个数据收发单元,其中N和M为正整数;信号发送单元与数据传输单元交替排列并首尾连接;方法,包括:定位基站通过数据传输单元的数据收发单元进行与终端设备的信号收发,产生各信号的发出特征及接收特征,其中发出特征包括发出时间或发出相位,接收特征包括接收时间或接收相位;分析单元接收各信号发送单元发送的发出特征、接收特征及对应的目标定位基站的标识、终端设备标识,其中目标定位基站为进行信号收发的定位基站;根据各发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识、对应的终端设备标识,确定终端设备的位置坐标。
本申请提供的定位系统及方法,通过定位基站经数据传输单元的数据收发单元进行与终端设备的信号收发,产生各信号的发出特征及接收特征,并由分析单元接收各信号发送的发出特征、接收特征及对应的目标定位基站的标识、终端设备标识,由发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识,确定终端设备的位置坐标,减少多径效应对定位精度影响的效果。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例提供的定位系统的应用场景示意图;
图2为本申请实施例提供的定位系统结构示意图一;
图3为本申请实施例提供的定位系统结构示意图二;
图4为本申请实施例提供的定位系统结构示意图三;
图5为本申请实施例提供的定位系统结构示意图四;
图6为本申请实施例提供的信号收发过程示意图一;
图7为本申请实施例提供的信号收发过程示意图二;
图8为本申请实施例提供的信号收发过程示意图三;
图9为本申请实施例提供的信号收发过程示意图四;
图10为本申请实施例提供的定位方法的流程示意图。
附图标记
100-定位系统;
200-终端设备;
101-信号发送单元;
102-数据传输单元;
103-分析单元;
1021-数据收发单元;
1011-定位基站;
1022-通信信号收发单元;
1012-通信基站;
1013-合路器;
1014-放大器。
通过上述附图,已示出本申请明确的实施例,后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本申请应用于对终端设备定位的场景中。需要说明的是,本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等),均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据,并且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准,并提供有相应的操作入口,供用户选择授权或者拒绝。
在时间成本逐渐被人们重视的今天,在交通上耗费的时间也成为了人们愈发关注的一点。为了减少大众在交通上耗费的时间,道路建设已经成为了主要方式之一。在各大城市逐渐开始建设地铁网络,减少城市内路程耗时。在城市之间也通过建设更多的隧道实现减少路线长度,从而减少时间的效果。
但是在信息化深度融入人们生活的现在,在地铁和隧道等狭长形室内中通信信号和定位信号都会受到屏蔽,很难保障人们在这些有信号屏蔽情况的路段实现良好通信及准确的定位。且现有漏缆定位方案多径效应严重,导致识别度不高,解算困难。
针对上述技术问题,发明人提出如下技术构思:设置信号发送单元、数据传输单元和分析单元,信号发送单元和数据传输单元交替排列并首尾连接,信号发送单元发出定位信号,经数据传输单元将信号发送至外界,实现信息交互,并得到信息的收发特征值,分析单元由收发特征值计算终端设备的位置坐标。
图1为本申请实施例提供的定位系统的应用场景示意图。如图1,该场景中,包括:定位系统100、终端设备200。
定位系统100,可以包括信号发送单元、数据传输单元、分析单元等。其中分析单元可以是服务器、多个服务器组成的集群、计算机或上述终端设备。
终端设备200,可以是手机、电脑、平板电脑、标签、IC卡等,可以进行定位信号的接收以及反馈信号的发送。
在具体实现过程中,定位系统100与终端设备200进行数据的交互,得到一个或多个收发特征值,根据各收发特征值,确定终端设备200的位置。
可以理解的是,本申请实施例示意的结构并不构成对定位系统及方法的具体限定。在本申请另一些可行的实施方式中,上述架构可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置,具体可根据实际应用场景确定,在此不做限制。图1所示的部件可以由硬件,软件,或软件与硬件的组合实现。
在定位系统的信号发送单元中可以包括定位基站,定位基站包括至少一个定位模组和一个定位输出端口,定位基站的输出端与数据传输单元连接,当定位基站至少包括两个定位输出端口,多个端口相互独立,分别具有独立的识别号,且多个端口之间无法导通,前置数据传输单元的定位信号无法传输到后置数据传输单元之中。在定位系统非两端的信号发送单元中,定位输出端口分别与左右两边的数据传输单元相连。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图,对本申请的实施例进行描述。
图2为本申请实施例提供的定位系统的结构示意图一。如图2所示,该系统100包括:
N个信号发送单元101、M个数据传输单元102及分析单元103,其中信号发送单元包括定位基站。数据传输单元102,包括至少一个数据收发单元1021,其中N和M为正整数,且如图所示,信号发送单元与数据传输单元交替排列并首尾连接。
其中,数据传输单元102,可以是漏缆,数据收发单元1021可以是漏缆中的嵌孔或天线,嵌孔之间的间隔长度范围为0.5~500米,数据收发单元传输定位信号时所产生的传输损耗最多为30dB。嵌孔所占数据收发单元的纵向长度范围为0.02米到50米。数据收发单元之间可以是空白铜带。
各信号发送单元之间通过数据传输单元连接。
其中,定位系统的末端若没有信号发送单元,则末端的数据传输单元可以安装负载模块、天线模块、合路模块、定位模组中的一种或多种组合,终端模块的定位模组也可以通过天线模块和数据传输单元进行定位信号传输。
定位基站,用于通过数据传输单元的数据收发单元进行与终端设备的信号收发,产生各信号的发出特征及接收特征,其中发出特征包括发出时间或发出相位,接收特征包括接收时间或接收相位。
具体地,定位基站经数据传输单元的数据收发单元进行与终端设备的信号收发,包括将数据信号输入数据传输单元,数据传输单元将信号从数据收发单元向外界发射,从而到达终端设备,还包括终端设备发送信号,到达数据收发单元,数据收发单元将信号沿数据传输单元传输至定位基站。发出时间可以是在发出信号时获取时间戳得到的,接收时间可以是接收到信号时获取时间戳得到的,发出相位可以是发出的信号的相位,接收相位可以是接收到的信号的相位,相位可以通过测量得到。
其中,信号可以包括信号发送单元输出的定位信息或定位数据,也可以包括终端设备发送的定位请求或反馈信息。反馈信息可以是接收到定位数据后发送的。
分析单元,用于接收各信号发送单元发送的发出特征、接收特征及对应的目标定位基站的标识、终端设备标识,其中目标定位基站为进行信号收发的定位基站;根据各发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识、对应的终端设备标识,确定终端设备的位置坐标。
具体地,分析单元接收信号发送单元发送的数据的方式,可以是通过有线网络或无线网络接收的。由于发出特征值和接收特征值是在进行信号收发的过程中产生的,因此与进行信号收发的定位基站和终端设备对应。在使用的发出特征为发出时间的情况下,采用的接收特征应为接收时间,在使用的发出特征为发出相位的情况下,采用的接收特征应为接收相位。计算终端设备的位置坐标的过程可以是采用同一定位基站的标识、同一终端设备标识对应的发出特征值和接收特征值计算对应的收发特征值,根据各收发特征值,计算终端设备的位置坐标;也可以是采用不同定位基站的标识、同一终端设备标识对应的发出特征值和接收特征值计算终端设备的位置坐标。
在一种可能的实现方式中,分析单元,用于:根据各发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识、对应的终端设备标识,计算各收发特征值,其中收发特征值与目标定位基站的标识、终端设备标识对应。根据收发特征值的数量、各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,确定终端设备的位置坐标。
确定终端设备的位置坐标的过程,可以是查找目标定位基站的标识对应的目标定位基站的位置,并根据不同的收发特征值的数量,将各收发特征值、各目标定位基站的位置输入预设的公式,得到终端设备的位置坐标。在计算收发特征值的过程中,需要采用同一目标定位基站的标识及同一终端设备标识对应的发出特征值和接收特征值,计算得到的收发特征值也就与这一终端设备标识、目标定位基站的标识对应。收发特征值可以是是收发总时长或收发相位差,在采用的发出特征为发出时间、采用的接收特征为接收时间的情况下,得到的收发特征值为收发总时长;在采用的发出特征为发出相位、采用的接收特征为接收相位的情况下,得到的收发特征值为收发相位差。
具体地,收发特征值的计算方式可以如下:第一种,由信号发送单元发送定位信息并记录定位信息的发送时间,在终端设备接收到定位信息后返送反馈信息,反馈信息中可以包括反馈信息的发送时间和定位信息的接收时间,信号发送单元接收到反馈信息,并记录接收时间。计算接收时间与反馈信息的发送时间的第一时间差、定位信息的接收时间与定位信息的发送时间的第二时间差,将第一时间差与第二时间差相加,得到收发特征值。第二种,由信号发送单元发送定位信息并记录定位信息的发送时间,终端设备接收定位信息,并记录定位信息的接收时间,将定位信息的接收时间发送至信号发送单元,信号发送单元采用定位信息的接收时间减去定位信息的发送时间,得到时间差,将时间差乘二,得到收发特征值。第三种,终端设备发送定位请求,定位请求中包括定位请求的发送时间,信号发送单元在接收到定位请求时记录定位请求的接收时间,将定位请求的接收时间减去定位请求的发送时间,得到时间差,将时间差乘二,得到收发特征值。
收发特征值的计算方式例如:信号发送单元在Ta1时刻发射请求性质的脉冲信号,终端设备在Tb1时刻接收到该信号,然后对超宽带(Ultra Wide Band,UWB)信号加以一定的处理手段后,终端设备在Tb2时刻发射一个响应性质的信号被信号发送单元在Ta2时刻接收。
当只有一次收发响应时,信号发送单元与终端设备之间的两次飞行时间的计算方式为:T=2×(Tb1-Ta1),此时需要信号发送单元与终端设备严格同步;当有至少两次收发响应时,信号发送单元与终端设备之间的两次飞行时间的计算方式为:T=(Ta1-Ta2)-(Tb1-Tb2)。两次飞行总时间减去在两次在数据收发模块中传输的时间即为两次在空气中传输的时间,两次在空气中传输的时间乘以光速c就能确定信号发送单元与终端设备两次响应在空气中传输的总距离了。
相应的,信号发送单元与终端设备之间的两次相位变化计算方式为ψ=2×(ψb1-ψa1),此时需要信号发送单元与终端设备严格同步;当有至少两次收发响应时,信号发送单元与终端设备之间的两次相位变化的计算方式例如ψ=(ψa1-ψa2)-(ψb1-ψb2)。两次总相位变化减去在两次在数据收发模块中传输的相位变化即为两次在空气中传输的相位变化,两次在空气中传输的时间×波长/2π就能确定信号发送单元与终端设备两次响应在空气中传输的总距离了。
其中,收发特征值的数量也可以是一定时间内接收到的同一终端设备反馈信号的数量。
信号发送单元,用于根据终端设备标识将位置坐标发送至终端设备。
其中,终端设备标识可以是终端设备的编号或联系方式。
从上述实施例的描述可知,本申请实施例通过定位基站经数据传输单元的数据收发单元进行与终端设备的信号收发,产生各信号的发出特征及接收特征,并由分析单元接收各信号发送的发出特征、接收特征及对应的目标定位基站的标识、终端设备标识,由发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识,确定终端设备的位置坐标,减少多径效应对定位精度影响的效果。
在一种可能的实现方式中,在上述步骤S1002之后,分析单元还可以将位置坐标发送至终端设备,可以是将位置坐标发送至终端设备标识对应的终端设备。发送的方式可以是根据终端设备标识查找对应的联系方式,采用得到的联系方式将位置坐标发送至终端设备,在终端设备标识为联系方式时则可以直接采用终端设备标识将位置坐标发送至终端设备。若分析单元为终端设备则无需进行发送的步骤。
图3为本申请实施例提供的定位系统的结构示意图二。如图3所示,信号发送单元101,还包括通信基站1012及合路器1013;数据传输单元包括通信信号收发单元1022。
具体地,通信信号收发单元1022,可以是单独用于传输通信信号的槽孔或天线,也可以就是数据收发单元,即数据收发单元同时传输通信信号和定位信号。
定位基站1011与合路器的第一端口连接,通信基站与合路器的第二端口连接,合路器的第三端口与数据传输单元连接。
具体地,当合路器的第一端口和第二端口作为输入端口时,第三端口作为输出端口。
定位基站,用于通过合路器及数据传输单元的数据收发单元与终端设备进行定位信号的收发,得到各定位信号对应的收发特征值。
具体地,定位信号的收发可以包括定位基站向合路器输入定位信息,使合路器将定位信息输入数据传输单元,并由数据传输单元的数据收发单元将定位信息发送至终端设备,还可以包括数据收发模块接收终端设备发出的定位请求或反馈信息,将定位请求或反馈信息经数据传输模块输入合路器,由合路器传输至信号发送单元。
通信基站,用于通过合路器及数据传输单元的通信信号收发单元与终端设备进行通信信号的收发。
通信信号收发方式可以包括向合路器输入通信信息,使合路器将通信信息输入数据传输单元,并由数据传输单元的通信信号收发单元将通信信息发送至终端设备。还可以包括通信信号收发模块接收终端设备发出的通信信息,将通信信息经数据传输模块输入合路器,由合路器传输至信号发送单元。
从上述实施例的描述可知,本申请实施例通过在信号发送单元中设置通信基站及合路器,将通信基站及定位基站与合路器的第二端口和第一端口连接,实现将定位信号和通信信号输入合路器,并由合路器将通信信号和定位信号输入数据传输单元,在数据传输单元中设置通信信号收发单元,实现通信信号的收发,在实现定位的同时还实现了通信,产生了节约成本的效果。
图4为本申请实施例提供的定位系统的结构示意图三。如图4所示,定位系统一端的信号发送单元还包括通信基站。数据传输单元还包括通信信号收发单元。
定位系统中除一端的信号发送单元以外的各信号发送单元,还包括放大器1014。
具体地,一端的信号发送单元以外的各信号发送单元可以是非端点信号发送单元。
各信号发送单元还包括合路器。
在一端的信号发送单元中,定位基站与合路器的第一端口连接,通信基站与合路器的第二端口连接,合路器的第三端口与数据传输单元连接。
具体地,这一端的信号发送单元与上述图3实施例中情况类似,在这里不再赘述。
在除一端的信号发送单元以外的各信号发送单元中,定位基站与合路器的第一端口连接,放大器与合路器的第二端口连接,合路器的第三端口与数据传输单元连接。
具体地,放大器替代了上述实施例中的通信基站。
定位基站,用于通过合路器及数据传输单元的数据收发单元与终端设备进行定位信号的收发。
通信基站,通过合路器及数据传输单元的数据收发单元与终端设备进行通信信号的收发。
具体地,本部分与上述实施例中得到收发特征值及通信信号收发的过程类似,在这里不再赘述。
放大器,用于接收一侧的合路器传输的信号,并将信号放大后输入另一侧的合路器。
具体地,信号可以是通信信号,或是定位信号和通信信号。
从上述实施例的描述可知,本申请实施例通过在各信号发送单元中设置合路器,定位系统的一端的信号发送单元中设置通信基站,在剩余的信号发送单元中设置放大器,实现由系统中一端的通信基站发出通信信号,由系统中各放大器对信号进行放大,从而在提供定位能力的同时还提供了通信服务,并且由于采用了放大器,可以减少建设成本。
图5为本申请实施例提供的定位系统的结构示意图四。如图5所示,信号发送单元包括全信号发送单元,全信号发送单元还包括通信基站及合路器,其中全信号发送单元为沿定位系统的延伸方向,每隔n个信号发送单元的下一个信号发送单元,n为不小于0的整数。全信号发送单元还包括通信基站及合路器。数据传输单元包括通信信号收发单元。
具体地,系统的延伸方向,可以是以系统的一端为起始端,以起始端向系统另一端的方向为系统的延伸方向。图中第一个信号发送单元与全信号发送单元之间省略了多个信号发送单元及数据传输单元,图中第一个信号发送单元也属于全信号发送单元,省略部分以数据传输单元的波浪线在图中表示。
在全信号发送单元中,定位基站与合路器的第一端口连接,通信基站与合路器的第二端口连接,合路器的第三端口与数据传输单元连接。
在全信号发送单元中,定位基站,用于通过合路器及数据传输单元的数据收发单元与终端设备进行定位信号的收发。
通信基站,通过合路器及数据传输单元的通信信号收发单元与终端设备进行通信信号的收发。
在一种可能的实现方式中,信号发送单元还可以与跳线等导线合路,实现将一侧接收到的通信信号传输至另一侧。
本申请实施例与上述实施例类似,区别在于,在本实施例情况下通信基站发出的信号强度为定位基站发出的信号强度的至少强n/2倍。本实施例的效果也与上述实施例类似,在这里不再赘述。
在一种可能的实现方式中,分析单元,用于:根据各目标定位基站的标识,查找预设的标识与位置对应关系,得到对应的目标定位基站的目标位置;根据各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,查找对应的目标数据收发单元的标识,其中目标数据收发单元为信号经过的数据收发单元;根据目标数据收发单元的标识,确定目标数据收发单元的目标构造信息;若收发特征值的数量大于或等于3,则根据各目标位置、各收发特征值及各目标构造信息,计算终端设备的位置坐标。
其中,标识与位置对应关系,可以是工作人员预先由实验数据标定的,标识与位置对应关系可以是表格、价值对、文本等格式存储的。根据各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,查找对应的目标数据收发单元的标识,可以是根据目标定位基站的标识,查找对应的收发特征值范围与数据收发单元标识的对应关系,再由得到的各收发特征值查找收发特征值范围与数据收发单元标识的对应关系,得到各收发特征值所属范围对应的目标数据收发单元的标识。根据目标数据收发单元的标识,确定目标数据收发单元的目标构造信息,可以是根据目标数据收发单元的标识,查找预设的数据收发单元标识与构造信息的对应关系,得到目标构造信息。其中数据收发单元标识与构造信息的对应关系可以是工作人员根据实验数据标定的。根据各目标位置、各收发特征值及各目标构造信息,计算终端设备的位置坐标,可以是将目标位置、各收发特征值及各目标构造信息输入预设的公式,得到位置坐标。
在一种可能的实现方式中,目标构造信息,包括:目标距离信息、目标误差及目标角度信息。
其中,目标距离信息可以是目标数据收发单元至目标定位基站的空间距离,或连接目标数据收发单元和目标定位基站的数据传输单元的长度。目标误差可以包括位置误差和/或角度误差。
分析单元,用于将各目标位置、各目标距离信息、各目标误差、各目标角度信息及各收发特征值输入预设的位置坐标计算公式,得到终端设备的位置坐标。
其中,目标误差可以包括位置误差和时间误差,或位置误差和相位误差。
从上述实施例的描述可知,本申请实施例通过根据目标定位基站的标识查找得到对应的目标定位基站的目标位置,由各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,确定了目标数据收发单元的标识,从而由目标数据收发单元的标识得到了目标数据收发单元的目标构造信息,在收发特征值的数量大于或等于3的情况下,由各目标位置、各收发特征值及各目标构造信息,计算得到终端设备的位置坐标,实现在收发特征值的数量足够的情况下结合各收发特征值及各目标构造信息,得到终端设备的位置坐标,从而在隧道、地铁等没有卫星信号的地区不借助卫星信号对终端设备定位的效果。
图6为本申请实施例提供的信号收发过程示意图一。如图6所示,在上述实施例中,将各目标位置、各目标距离信息、各目标误差、各目标角度信息及各收发特征值输入预设的位置坐标计算公式,得到终端设备的位置坐标中的坐标计算公式,如下:
式中,x、y、z分别表示终端设备的横坐标、纵坐标及垂直坐标,x1、y1、z1分别为目标定位基站的横坐标、纵坐标及垂直坐标(目标位置),l表示长度(属于目标距离信息)表示数据收发单元i1距离定位基站1的距离,/>是数据收发单元j1距离定位基站1的距离,θ为数据传输单元或数据收发单元与xoy面投影的夹角,α表示目标数据收发单元所在的数据传输单元与在xoy面与正x轴的夹角(θ和α属于目标角度信息)。i1、j1表示目标数据收发单元。T表示传输时长,T1为定位基站1与终端设备之间的两次路径传输总时间或单次路径传输总时间的两倍,Δt表示通过各种元器件产生的延时(属于目标误差),Δt1表示信号通过目标数据收发单元i1时通过各种元器件产生的延时(属于目标误差),即目标数据收发单元i1对应的目标延时时间,a表示定位信号数据传输单元中的传输速度,为常数。
本方程可以是一个目标定位基站进行一次信号收发得到的,若需要求解位置坐标,则可以将多次信号收发得到的方程联立求解,或读取预设的位置信息,并采用预设的位置信息替代需要求解的x、y、z中的至少一个进行求解。在采用多次信号收发得到多个方程联立方程组的情况下,需要通过不同的数据收发单元进行信号的收发,因此进行再次信号收发得到的方程组中的变量的角标应有变化。
再次信号收发得到的新的方程例如:
在公式中,下角标中仍包含“1”表示仍然是定位基站1进行信号收发,li1变更为了lp1,lj1变更为了lq1,表示进行信号收发的数据收发单元由i1、j1变更为了p1、q1。此时可将上述两方程联立,从而进一步求解。其他参数与上述公式类似,在这里不再赘述。
当i1=j1时,定位基站与终端设备通过同一传输路径实现至少1次收发响应过程,即通过传输路径都经过了数据传输单元上的同一数据收发单元。当只有一次收发响应时,T为传输时长,其数值为定位基站与终端设备之间的单次路径传输总时间的两倍。
当i1≠j1时,定位基站与终端设备通过不同一传输路径实现至少两次收发响应过程,即通过传输路径都经过了数据传输单元上的不同数据收发单元。T为传输时长,其数值为定位基站与终端设备之间的两次路径传输总时间。
在一种可能的实现方式中,将各收发特征值、各目标位置、各目标距离信息、各目标误差、各目标角度信息及各传输相位差输入预设的位置坐标计算公式,得到终端设备的第一空间坐标的计算公式如下:
式中,ψ表示相位,ψ1为信号发送单元与终端设备之间的两次路径传输总相位差或单次路径传输总相位差的两倍,c为空气中的电磁波传输速度,λ为定位信号在空气中的波长、λc1为定位信号在第1个数据传输单元中的波长,其他参数的含义与上述公式相同,在这里不再赘述。
其中,各误差、传输速度可以是预先通过实验标定的。
在一种可能的实现方式中,分析单元,用于:根据各目标定位基站的标识,查找预设的标识与位置对应关系,得到对应的目标定位基站的目标位置;根据各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,查找对应的目标数据收发单元的标识,其中目标数据收发单元为信号经过的数据收发单元;根据目标数据收发单元的标识,确定目标数据收发单元的目标构造信息;若收发特征值的数量小于3,则读取预设的位置信息,并根据各目标构造信息、预设的位置信息、各目标位置及各收发特征值,计算终端设备的位置坐标。
具体地,收发特征值的数量在小于3的情况下有1或2的可能性,在数量为1的情况下,读取的位置信息可以是垂直于定位系统延伸方向的两个方向的位置信息,在为2的情况下,读取的位置信息可以是垂直于定位系统延伸方向的一个方向的位置信息。将读取的预设的位置信息输入预设的公式,从而代替预设的公式中需要求解的变量,得到替换后的公式,将各目标构造信息、各目标位置及各收发特征值输入替换后的公式,即可求解终端设备的位置坐标。
例如,以定位系统延伸方向为X轴,垂直X轴且平行于水平面的轴为Y轴,竖直方向为Z轴,在数量为1的情况下可以读取Y轴和Z轴方向的位置信息,在数量为2的情况下可以读取Y轴方向的位置信息。
其他内容与上述收发特征值的数量大于或等于3的实施例类似,在这里不再赘述。
从上述实施例的描述可知,本申请实施例通过查找各收发特征值对应的各目标数据收发单元的标识,并读取目标数据收发单元对应的目标构造信息,在收发特征值的数量小于3的情况下,还读取预设的位置信息,并结合目标构造信息、预设的位置信息和收发特征值,计算得到终端设备的位置坐标,实现在反馈信号的数量小于3的情况下结合读取的预设的位置信息,计算位置坐标,实现减少数据传输量、减少求解难度、减少计算量的效果。
图7为本申请实施例提供的信号收发过程示意图二。如图7所示,信号发送单元可以通过两个或多个定位数据收发模块接收反馈信号或发出定位信号,并进行定位。结合图7,还可以采用联立方程组的方式计算终端设备的位置坐标;方程组如下:
或,将各目标位置、各目标误差、各目标角度信息、各目标距离信息及各传输时长输入预设的位置坐标计算公式,得到终端设备的空间坐标:
上述公式中的角标k用于表示“第k个”结合上述其他下角标对各参数进行区分,可以是第k个接收到定位信号的定位基站,此时用1至k表示不同的定位基站,因此上述方程组可以是k个不同的基站各进行一次信号收发得到的。xk、yk、zk分别表示目标定位基站的横坐标、纵坐标和垂直坐标。例如,λck为定位信号在第k个定位基站连接的数据传输单元中的波长,ak是定位信号在与定位基站k连接的数据传输单元的传输速率,θk是与定位基站k连接的数据传输单元在xoy面投影与x轴的夹角。ψk表示传输相位差,Δψk表示目标误差中的相位误差,k取1的情况下,xk表示为x1,lik表示为li1,其他参数同理,在这里不再赘述。其他参数含义与本申请中其他公式类似。
当ik=jk时,定位基站k和终端设备通过同一传输路径实现至少1次收发响应过程,即通过传输路径都经过了数据传输单元上的同一数据收发单元。当只有一次收发响应时,Tk的值为定位基站k与终端设备之间的单次路径传输总时间的两倍。
当ik≠jk时,定位基站k和定位模块p通过不同一传输路径实现至少两次收发响应过程,即通过传输路径都经过了数据传输单元上的不同数据收发单元。Tk的值为定位基站k与终端设备之间的两次路径传输总时间。
图8为本申请实施例提供的信号收发过程示意图三。如图8所示,将信号发送单元两侧接有数据传输单元。并采用与上述实施例类似的解方程组的方式可以求解终端设备的空间坐标。
在本申请实施例中,求解终端设备的空间坐标的方程组可以如下:
或,终端设备与定位基站1相互交互时,终端设备与数据收发单元i1和j1的相对位置之和等于两次路径在空气中的传输总相位×波长/2π;终端设备与定位基站2相互交互时,通过数据收发单元i2和j2的相对位置等于两次路径在空气中的传输总相位*波长/2π;终端设备与定位基站1的相对位置(x,y)可通过下面方程组得到:
本实施例公式中各参数与上述实施例类似,可看做上述方程组中k取2的情况,参数含义在这里不再赘述。此时方程组可以是两个定位基站进行一次信号收发得到的,在求解方程组时,可以再次进行信号收发,得到更多的方程联立求解,也可以读取预设的位置信息,用预设的位置信息替代待求解的x、y、z中的至少一个,从而求解方程组。
当i1=j1或i2=j2时,定位基站1或定位基站2和终端设备通过同一传输路径实现至少1次收发响应过程,即通过传输路径都经过了数据传输单元上的同一数据收发单元。当只有一次收发响应时,T1或T2为信号发送单元与终端设备之间的单次路径传输总时间的两倍。
当i1≠j1或i2≠j2时,定位基站1或定位基站2和终端设备通过不同一传输路径实现至少两次收发响应过程,即通过传输路径都经过了数据传输单元上的不同数据收发单元。T1或T2为信号发送单元与终端设备之间的两次路径传输总时间。
图9为本申请实施例提供的信号收发过程示意图四。如图9所示,在定位系统中部的两个信号发送单元中间接有数据传输单元,信号从中间的数据传输单元传输至两侧的信号发送单元。并采用与上述实施例类似的解方程组的方式可以求解终端设备的空间坐标。
在一种可能的实现方式中,分析单元,还用于:接收两个信号发送单元发送的收发特征值。根据各收发特征值,确定终端设备的坐标。计算方式可以是采用以下方程组:
或终端设备与信号发送单元相互交互时,终端设备与数据收发单元ik和jk的相对位置之和等于两次路径在空气中的传输总相位×波长/2π;定位基站与终端设备相互交互时,通过数据收发单元i2和j2的相对位置等于两次路径在空气中的传输总相位×波长/2π;终端设备的位置(x,y)可通过下面方程组得到:
可见,本申请实施例可以是上述实施例中k取1和2的特殊情况,因此各参数与上述实施例中类似,在这里不再重复解释。此时方程组可以是两个定位基站进行一次信号收发得到的,在求解方程组时,可以再次进行信号收发,得到更多的方程联立求解,也可以读取预设的位置信息,用预设的位置信息替代待求解的x、y、z中的至少一个,从而求解方程组。
当i1=j1且i2=j2时,此时数据收发单元i1和数据收发单元j1是同一数据收发单元,数据收发单元i2和数据收发单元j2是同一数据收发单元,但是数据收发单元i1、j1和数据收发单元i2、j2不能为同一数据收发单元,定位基站1或定位基站2和终端设备通过同一传输路径实现至少1次收发响应过程,即通过传输路径都经过了定位系统上的同一数据收发单元。当只有一次收发响应时,T1和T2为两个定位模组之间的单次路径传输总时间的两倍。
当i1≠j1且i2=j2或i1=j1且i2≠j2时,数据收发单元i2,j2可以与数据收发单元i1和j1其中之一为同一数据收发单元,或数据收发单元i1、j1可以与数据收发单元i2和j2其中之一为同一数据收发单元。通过同一数据收发单元的两个信号发送单元通过同一传输路径实现至少1次收发响应过程,即通过传输路径都经过了数据传输单元上的同一数据收发单元。当只有一次收发响应时,T1或T2为两个定位模块之间的单次路径传输总时间的两倍。通过两个不同数据收发单元的两个定位模块通过不同一传输路径实现至少两次收发响应过程,即通过传输路径都经过了数据传输单元上的不同数据收发单元。T1或T2为信号发送单元和终端设备之间的两次路径传输总时间。
当i1≠j1且i2≠j2时,数据收发单元i2,j2其中之一可以与数据收发单元i1、j1其中之一为同一数据收发单元。定位基站1或定位基站2和终端设备通过不同一传输路径实现至少两次收发响应过程,即通过传输路径都经过了泄漏装置上的不同数据收发单元。T1和T2为信号发送单元和终端设备之间的两次路径传输总时间。
在一种可能的实现方式中,分析单元,还用于:
根据各收发特征值及对应的各目标定位基站的标识,确定对应的目标数据收发区域的标识。
具体地,可以是根据目标定位基站的标识,查找标识对应的收发特征值区间与数据收发区域标识的对应关系,得到对应的目标数据收发区域的标识。
根据各收发特征值对应的目标数据收发区域的标识及对应的目标定位基站的标识,确定各收发特征值的优先级。
具体地,可以是根据目标数据收发区域的标识,查找目标数据收发区域的属性,目标数据收发区域的属性包括:属于与系统一端的信号发送单元连接的数据传输单元、不属于与系统一端的信号发送单元连接的数据传输单元、是否属于任一数据传输单元两端的数据收发区域、所属的非系统一端的信号发送单元的标识、目标数据收发区域为天线或嵌孔;根据目标定位基站的标识,查找目标定位基站的属性,目标定位基站的属性包括:目标定位基站为系统一端的定位基站、目标定位基站非系统一端的定位基站。由目标数据收发区域的属性、目标定位基站的属性,确定对应的收发特征值的优先级。
按优先级由高至低的顺序将各收发特征值排序,得到收发特征值序列。
具体地,例如有7个收发特征值,将这7个收发特征值按优先级排序,得到收发特征值序列。
采用收发特征值序列中的前N个收发特征值确定终端设备的空间坐标,其中N为正整数。
具体地,例如有7个收发特征值,取其中的前3个计算终端设备的空间坐标。
从上述实施例的描述可知,本申请实施例通过由收发特征值及对应的目标定位基站的标识,确定了对应的数据收发区域的标识,由目标数据收发区域的标识和目标定位基站的标识,确定了各收发特征值的优先级,按优先级将各收发特征值排序的收发特征值序列,并选取其中前N个计算空间坐标,实现优先采用准确度更高的信息计算空间坐标,得到更准确的空间坐标的效果。
具体地,根据各收发特征值对应的目标数据收发区域的标识及对应的目标定位基站的标识,确定各收发特征值的优先级,例如:
根据各收发特征值对应的目标数据收发区域的标识,确定目标数据收发区域为天线或嵌孔。根据目标数据收发区域的标识,确定目标数据收发区域所属的目标数据传输单元的标识。由目标数据传输单元的标识和目标定位基站的标识,确定目标数据传输单元与目标定位基站所属的目标信号发送单元的连接次序,其中连接次序为目标数据传输单元在目标定位基站的左侧、右侧或两定位基站中间。
若收发特征值对应的目标数据收发区域为天线,则将第一优先级确定为这一收发特征值的优先级;
若有两个收发特征值对应的目标数据传输单元与同一目标数据发送单元连接,且对应的两目标数据传输单元位于这一目标数据发送单元的两侧,则将第二优先级确定为这两个收发特征值的优先级。
若有两个收发特征值对应的目标数据传输单元与同一目标数据发送单元连接,且对应的两目标数据传输单元位于这一目标数据发送单元的同一侧,则将第三优先级确定为这两个收发特征值的优先级。
若有两个收发特征值对应的目标数据传输单元为同一目标数据传输单元,且对应的目标数据传输单元连接在这两个收发特征值对应的目标定位基站的中间,则将第四优先级确定为这两个收发特征值的优先级。
若有两个收发特征值对应的目标数据传输单元为同一目标数据传输单元,且对应的目标定位基站为同一定位基站,则将第五优先级确定为这两个收发特征值的优先级。
具体的,由目标数据收发区域的属性、目标定位基站的属性,确定对应的收发特征值的优先级,还例如:
若收发特征值对应的目标数据收发区域不属于与系统一端的信号发送单元连接的数据传输单元,且目标定位基站为非系统一端的定位基站,目标数据收发区域为天线,则将第一级确定为这一收发特征值的优先级。
若收发特征值对应的目标数据收发区域不属于与系统一端的信号发送单元连接的数据传输单元,且目标定位基站为非系统一端的定位基站,目标数据收发区域为属于任一数据传输单元两端的数据收发单元,则将第二级确定为这一收发特征值的优先级。
若收发特征值对应的目标数据收发区域不属于与系统一端的信号发送单元连接的数据传输单元,且收发特征值为所有收发特征值中的最小值,则将第三优先级确定为这一收发特征值的优先级。
若收发特征值对应的目标数据收发区域属于与系统一端的信号发送单元连接的数据传输单元,且目标定位基站为系统一端的定位基站,目标数据收发区域为天线,则将第四级确定为这一收发特征值的优先级。
若收发特征值对应的目标数据收发区域属于与系统一端的信号发送单元连接的数据传输单元,且目标定位基站为系统一端的定位基站,目标数据收发区域属于任一数据传输单元两端的数据收发区域,则将第五级确定为这一收发特征值的优先级。
若收发特征值对应的目标数据收发区域属于与系统一端的信号发送单元连接的数据传输单元,且收发特征值对应的数据传输单元有相邻的数据传输单元,则将第六级确定为这一收发特征值的优先级。
图10为本申请实施例提供的定位方法的流程示意图。定位方法应用于定位系统,定位系统,包括:至少N个信号发送单元、至少M个数据传输单元及分析单元,数据传输单元包括至少一个数据收发单元,其中N和M为正整数;信号发送单元与数据传输单元交替排列并首尾连接。方法,包括:
S1001:定位基站通过数据传输单元的数据收发单元进行与终端设备的信号收发,产生各信号的发出特征及接收特征,其中发出特征包括发出时间或发出相位,接收特征包括接收时间或接收相位;
S1002:分析单元接收各信号发送单元发送的发出特征、接收特征及对应的目标定位基站的标识、终端设备标识,其中目标定位基站为进行信号收发的定位基站;根据各发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识、对应的终端设备标识,确定终端设备的位置坐标。
本实施例提供的方法,可用于执行上述系统实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,本实施例此处不再赘述。
在一种可能的实现方式中,在上述步骤S1002中,根据各发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识、对应的终端设备标识,确定终端设备的位置坐标,具体包括:
S10021:根据各发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识、对应的终端设备标识,计算各收发特征值,其中收发特征值与目标定位基站的标识、终端设备标识对应;根据收发特征值的数量、各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,确定终端设备的位置坐标。
本实施例提供的方法,可用于执行上述系统实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,本实施例此处不再赘述。
在一种可能的实现方式中,在上述步骤S10021中,根据收发特征值的数量、各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,确定终端设备的位置坐标,具体包括:
S100211:根据各目标定位基站的标识,查找预设的标识与位置对应关系,得到对应的目标定位基站的目标位置;根据各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,查找对应的目标数据收发单元的标识,其中目标数据收发单元为信号经过的数据收发单元;根据目标数据收发单元的标识,确定目标数据收发单元的目标构造信息;若收发特征值的数量大于或等于3,则根据各目标位置、各收发特征值及各目标构造信息,计算终端设备的位置坐标。
本实施例提供的方法,可用于执行上述系统实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,本实施例此处不再赘述。
在一种可能的实现方式中,目标构造信息,包括:目标距离信息、目标误差及目标角度信息,在上述步骤S100211中,根据各目标位置、各收发特征值及各目标构造信息,计算终端设备的位置坐标,具体包括:
将各目标位置、各目标距离信息、各目标误差、各目标角度信息及各收发特征值输入预设的位置坐标计算公式,得到终端设备的位置坐标。
本实施例提供的方法,可用于执行上述系统实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,本实施例此处不再赘述。
在一种可能的实现方式中,在上述步骤S10021中,根据各发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识、对应的终端设备标识,计算各收发特征值,其中收发特征值与目标定位基站的标识、终端设备标识对应;根据收发特征值的数量、各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,确定终端设备的位置坐标,具体包括:
S100212:根据各目标定位基站的标识,查找预设的标识与位置对应关系,得到对应的目标定位基站的目标位置;根据各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,查找对应的目标数据收发单元的标识,其中目标数据收发单元为信号经过的数据收发单元;根据数据收发单元的标识及目标数据收发单元的标识,确定目标数据收发单元的目标构造信息;若收发特征值的数量小于3,则读取预设的位置信息,并根据各目标构造信息、预设的位置信息、各目标位置及各收发特征值,计算终端设备的位置坐标。
本实施例提供的方法,可用于执行上述系统实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,本实施例此处不再赘述。
在一种可能的实现方式中,上述定位方法,上述步骤S1002具体包括:根据各收发特征值及对应的各目标定位基站的标识,确定对应的目标数据收发区域的标识;根据各收发特征值对应的目标数据收发区域的标识及对应的目标定位基站的标识,确定各收发特征值的优先级;按优先级由高至低的顺序将各收发特征值排序,得到收发特征值序列;采用收发特征值序列中的前N个收发特征值确定终端设备的空间坐标,其中N为正整数。
本实施例提供的方法,可用于执行上述系统实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,本实施例此处不再赘述。
本申请还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令,当处理器执行计算机执行指令时,实现上述任一实施例中的定位方法的技术方案,其实现原理以及有益效果与定位方法的实现原理及有益效果类似,可参见定位方法的实现原理及有益效果,此处不再进行赘述。
在本申请的上下文中,机器可读介质可以是有形的介质,其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备,或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
本申请还提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时,实现上述任一实施例中的定位方法的技术方案,其实现原理以及有益效果与定位方法的实现原理及有益效果类似,可参见定位方法的实现原理及有益效果,此处不再进行赘述。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的公开范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。
Claims (9)
1.一种定位系统,其特征在于,包括:
至少N个信号发送单元、至少M个数据传输单元及分析单元,其中所述信号发送单元包括定位基站,所述数据传输单元包括至少一个数据收发单元,其中所述N和M为正整数;所述信号发送单元与所述数据传输单元交替排列并首尾连接;
所述定位基站,用于通过所述数据传输单元的所述数据收发单元进行与终端设备的信号收发,产生各信号的发出特征及接收特征,其中所述发出特征包括发出时间或发出相位,所述接收特征包括接收时间或接收相位;
所述分析单元,用于接收各信号发送单元发送的发出特征、接收特征及对应的目标定位基站的标识、终端设备标识,其中所述目标定位基站为进行信号收发的定位基站;根据各发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识、对应的终端设备标识,确定所述终端设备的位置坐标;
当至少所述定位系统一端的所述信号发送单元还包括通信基站及合路器;所述数据传输单元包括通信信号收发单元;
所述定位基站与所述合路器的第一端口连接,所述通信基站与所述合路器的第二端口连接,所述合路器的第三端口与所述数据传输单元连接;
所述定位基站,用于通过所述合路器及所述数据传输单元的数据收发单元与所述终端设备进行定位信号的收发;
所述通信基站,用于通过所述合路器及所述数据传输单元的通信信号收发单元与所述终端设备进行通信信号的收发。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,当所述定位系统一端的信号发送单元还包括通信基站;所述数据传输单元还包括通信信号收发单元;
所述定位系统中除所述一端的信号发送单元以外的各信号发送单元,还包括放大器;
各信号发送单元还包括合路器;
在所述一端的信号发送单元中,定位基站与合路器的第一端口连接,通信基站与合路器的第二端口连接,合路器的第三端口与所述数据传输单元连接;
在所述除所述一端的信号发送单元以外的各信号发送单元中,定位基站与合路器的第一端口连接,放大器与合路器的第二端口连接,合路器的第三端口与数据传输单元连接;
所述定位基站,用于通过所述合路器及所述数据传输单元的数据收发单元与所述终端设备进行定位信号的收发;
所述通信基站,通过所述合路器及所述数据传输单元的数据收发单元与所述终端设备进行通信信号的收发;
所述放大器,用于接收一侧的合路器传输的信号,并将信号放大后输入另一侧的合路器。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,当所述信号发送单元包括全信号发送单元,所述全信号发送单元还包括通信基站及合路器,其中所述全信号发送单元为沿所述定位系统的延伸方向,每隔n个信号发送单元的下一个信号发送单元,n为不小于0的整数;所述数据传输单元包括通信信号收发单元;
在所述全信号发送单元中,定位基站与合路器的第一端口连接,通信基站与合路器的第二端口连接,合路器的第三端口与数据传输单元连接;
在所述全信号发送单元中,定位基站,用于通过合路器及数据传输单元的数据收发单元与所述终端设备进行定位信号的收发;
所述通信基站,通过所述合路器及所述数据传输单元的通信信号收发单元与所述终端设备进行通信信号的收发。
4.根据权利要求1至3任一项所述的系统,其特征在于,所述分析单元,用于:根据各发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识、对应的终端设备标识,计算各收发特征值,其中所述收发特征值与目标定位基站的标识、终端设备标识对应;根据收发特征值的数量、各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,确定所述终端设备的位置坐标。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述分析单元,用于:根据各目标定位基站的标识,查找预设的标识与位置对应关系,得到对应的目标定位基站的目标位置;根据各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,查找对应的目标数据收发单元的标识,其中所述目标数据收发单元为信号经过的数据收发单元;根据所述目标数据收发单元的标识,确定目标数据收发单元的目标构造信息;若所述收发特征值的数量大于或等于3,则根据各目标位置、各收发特征值及各目标构造信息,计算所述终端设备的位置坐标。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述目标构造信息,包括:目标距离信息、目标误差及目标角度信息;
所述分析单元,用于将各目标位置、各目标距离信息、各目标误差、各目标角度信息及各收发特征值输入预设的位置坐标计算公式,得到所述终端设备的位置坐标。
7.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述分析单元,用于:根据各目标定位基站的标识,查找预设的标识与位置对应关系,得到对应的目标定位基站的目标位置;根据各收发特征值及对应的目标定位基站的标识,查找对应的目标数据收发单元的标识,其中所述目标数据收发单元为信号经过的数据收发单元;根据所述数据收发单元的标识及所述目标数据收发单元的标识,确定目标数据收发单元的目标构造信息;若所述收发特征值的数量小于3,则读取预设的位置信息,并根据各目标构造信息、所述预设的位置信息、各目标位置及各收发特征值,计算所述终端设备的位置坐标。
8.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述分析单元,还用于:
根据各收发特征值及对应的各目标定位基站的标识,确定对应的目标数据收发区域的标识;
根据各收发特征值对应的目标数据收发区域的标识及对应的目标定位基站的标识,确定各收发特征值的优先级;
按优先级由高至低的顺序将各收发特征值排序,得到收发特征值序列;
采用所述收发特征值序列中的前N个收发特征值确定终端设备的空间坐标,其中N为正整数。
9.一种定位方法,其特征在于,应用于定位系统,所述定位系统,包括:至少N个信号发送单元、至少M个数据传输单元及分析单元,其中所述信号发送单元包括定位基站,所述数据传输单元包括至少一个数据收发单元,其中所述N和M为正整数;所述信号发送单元与所述数据传输单元交替排列并首尾连接;所述方法,包括:
所述定位基站通过所述数据传输单元的所述数据收发单元进行与终端设备的信号收发,产生各信号的发出特征及接收特征,其中所述发出特征包括发出时间或发出相位,所述接收特征包括接收时间或接收相位;
所述分析单元接收各信号发送单元发送的发出特征、接收特征及对应的目标定位基站的标识、终端设备标识,其中所述目标定位基站为进行信号收发的定位基站;根据各发出特征值、各接收特征值及对应的目标定位基站的标识、对应的终端设备标识,确定所述终端设备的位置坐标;
当至少所述定位系统一端的所述信号发送单元还包括通信基站及合路器;所述数据传输单元包括通信信号收发单元;
所述定位基站与所述合路器的第一端口连接,所述通信基站与所述合路器的第二端口连接,所述合路器的第三端口与所述数据传输单元连接;
所述定位基站通过所述合路器及所述数据传输单元的数据收发单元与所述终端设备进行定位信号的收发;
所述通信基站通过所述合路器及所述数据传输单元的通信信号收发单元与所述终端设备进行通信信号的收发。
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