CN116908778A - 轨道区段定位方法、轨道区段定位装置、电子设备及介质 - Google Patents

轨道区段定位方法、轨道区段定位装置、电子设备及介质 Download PDF

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CN116908778A
CN116908778A CN202310714063.2A CN202310714063A CN116908778A CN 116908778 A CN116908778 A CN 116908778A CN 202310714063 A CN202310714063 A CN 202310714063A CN 116908778 A CN116908778 A CN 116908778A
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高一鸣
郭二妮
马程周
冯晓刚
王陆意
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Abstract

本发明提供一种轨道区段定位方法、轨道区段定位装置、电子设备及介质。该方法包括：模拟不同数量的超宽带UWB基站对目标轨道区段进行定位，基于Chan算法和到达时间差TDOA算法，获取所述不同数量的UWB基站分别对应的定位结果；基于所述定位结果对应的均方根误差RMSE值，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布；基于所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，确定所述目标数量的UWB基站对所述目标轨道区段的定位结果。本发明提供的轨道区段定位方法、轨道区段定位装置、电子设备及介质，可以提升轨道区段定位精度。

Description

轨道区段定位方法、轨道区段定位装置、电子设备及介质
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道区段定位方法、轨道区段定位装置、电子设备及介质。
背景技术
超宽带(UWB，Ultra Wide Band)信号由于其抗多径能力强、信号分辨率高、测距精度高等优点，在用于定位时具有显著的优势。基于超宽带信号实现的定位方法有如下两种：
一、超宽带信号在传播的过程中会随着距离产生路径损耗，当已知信号的发射功率和接受功率时，根据建立好的路径损耗模型，便可推算出发射点和接受点之间的距离。由于电磁场传播环境多变，很难建立一个十分准确的路径损耗模型，再加上设备等原因，导致这种方法的测距精度不高。
二、通过测量发射信号在空中的传输时间，根据空气中电磁波的传播速度，把信号的传输时间转化成距离。这种定位方法可以减少测距过程中产生的误差，提高定位精度，但是要求UWB基站和目标节点之间有严格的时钟同步。即使基站和目标节点的时钟同步误差为纳秒级，也会造成分米级的测距误差。需要额外增加时钟单位，尤其是要求UWB基站和目标节点间保持精准的时钟同步，因此定位成本相对较高。
发明内容
本发明提供一种轨道区段定位方法、轨道区段定位装置、电子设备及介质，用以解决现有技术中UWB信号定位精度不高且成本较高的技术问题。
本发明提供一种轨道区段定位方法，包括：
模拟不同数量的超宽带UWB基站对目标轨道区段进行定位，基于Chan算法和到达时间差TDOA算法，获取所述不同数量的UWB基站分别对应的定位结果；
基于所述定位结果对应的均方根误差RMSE值，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布；
基于所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，确定所述目标数量的UWB基站对所述目标轨道区段的定位结果。
在一些实施例中，所述基于所述定位结果对应的均方根误差RMSE值，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，包括：
在所述定位结果对应的RMSE值超过预设阈值的情况下，对所述目标数量的UWB基站对应的位置分布进行调整，直至所述定位结果对应的RMSE值不超过预设阈值，确定所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布。
在一些实施例中，所述在所述定位结果对应的RMSE值超过预设阈值的情况下，对所述目标数量的UWB基站对应的位置分布进行调整，包括：
在所述定位结果对应的RMSE值超过预设阈值的情况下，确定所述预设阈值对应的目标轨道区段的位置区间；
基于所述目标轨道区段的位置区间，对所述目标数量的UWB基站对应的位置分布进行调整。
在一些实施例中，所述基于Chan算法和到达时间差TDOA算法，获取所述不同数量的UWB基站分别对应的定位结果，包括：
基于所述TDOA算法，在所述目标轨道区段中的目标位置向N个UWB基站分别发送UWB信号，确定所述N个UWB基站分别接收到所述UWB信号所需要的时间，其中，N大于等于3且N为整数；
基于所述N个UWB基站分别接收到所述UWB信号所需要的时间、所述N个UWB基站的位置和信号传播速度，确定所述N个UWB基站的坐标信息与所述目标位置的坐标信息之间的非线性映射关系；
基于所述Chan算法，对所述非线性映射关进行求解，确定所述定位结果。
在一些实施例中，所述目标轨道区段为云轨轨道对应的区段。
在一些实施例中，所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布为对称分布于所述目标轨道区段两旁。
本发明还提供一种轨道区段定位装置，包括：
获取模块，用于模拟不同数量的超宽带UWB基站对目标轨道区段进行定位，基于Chan算法和到达时间差TDOA算法，获取所述不同数量的UWB基站分别对应的定位结果；
第一确定模块，用于基于所述定位结果对应的均方根误差RMSE值，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布；
第二确定模块，用于基于所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，确定所述目标数量的UWB基站对所述目标轨道区段的定位结果。
本发明还提供一种电子设备，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，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述轨道区段定位方法。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述轨道区段定位方法。
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述轨道区段定位方法。
本发明提供的轨道区段定位方法、轨道区段定位装置、电子设备及介质，通过模拟不同数量的UWB基站对目标轨道区段进行定位，根据定位结果对应的RMSE值，可以确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，从而用户可以根据定位成本需求选择目标数量的UWB基站，根据目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，确定目标轨道区段的定位结果，进而可以提高目标轨道区段的定位精度，同时UWB基站和目标轨道区段之间不要求时钟同步，仅需要UWB基站间时钟同步，定位精度高，设备要求较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的轨道区段定位方法的流程示意图；
图2是本发明提供的轨道区段定位方法的UWB基站位置分布示意图之一；
图3是本发明提供的轨道区段定位方法的RMSE曲线示意图之一；
图4是本发明提供的轨道区段定位方法的UWB基站位置分布示意图之二；
图5是本发明提供的轨道区段定位方法的RMSE曲线示意图之一；
图6是本发明提供的轨道区段定位方法的定位场景示意图之一；
图7是本发明提供的轨道区段定位方法的定位场景示意图之二；
图8是本发明提供的轨道区段定位装置的结构示意图；
图9是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图9描述本发明的轨道区段定位方法、轨道区段定位装置、电子设备及介质。
图1是本发明提供的轨道区段定位方法的流程示意图。参照图1，本发明提供的轨道区段定位方法包括：步骤110、步骤120和步骤130。
步骤110、模拟不同数量的超宽带UWB基站对目标轨道区段进行定位，基于Chan算法和到达时间差TDOA算法，获取不同数量的UWB基站分别对应的定位结果；
步骤120、基于定位结果对应的均方根误差RMSE值，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布；
步骤130、基于目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，确定目标数量的UWB基站对目标轨道区段的定位结果。
需要说明的是，本发明提供的轨道区段定位方法的执行主体可以是电子设备、电子设备中的部件、集成电路、或芯片。该电子设备可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本发明不作具体限定。
下面以计算机执行本发明提供的轨道区段定位方法为例，详细说明本发明的技术方案。
需要说明的是，到达时间差(Time Difference Of Arrival，TDOA)算法是一种利用时间差进行定位的方法。通过测量信号到达监测站的时间，可以确定信号源的距离。利用信号源到各个监测站的距离(以监测站为中心，距离为半径作圆)，就能确定信号的位置。Chan算法是一种基于TDOA技术、具有解析表达式解的定位算法。
在实际执行中，先对目标轨道区段和不同数量的UWB基站进行模拟，然后模拟不同数量的UWB基站对目标轨道区段进行定位。基于TDOA算法，可以得到不同数量的UWB基站的坐标和目标轨道区段的坐标的映射关系，然后可以采用chan算法对上述映射关系对应的方程组进行求解，得到不同数量的UWB基站分别对应的定位结果。
需要说明的是，不同数量的UWB基站可以是任意数量，例如：1个、2个、3个、4个……等，本发明对此不作具体限定。UWB基站数量越多，定位结果通常越精确，但是定位成本也相应增加。
目标轨道区段可以为任意需要进行定位的轨道区段，本发明对轨道区段的长度和类型不作具体限定。
对目标轨道区段进行定位可以是选择目标轨道区段上多个点进行定位，例如可以在150米的目标轨道区段上，每隔1米选择1个点，即有对150个点进行定位，就可以获得该目标轨道区段上150个点的定位结果。
对不同数量的UWB基站分别对应的定位结果进行分析，获取定位结果对应的均方根误差(Root Mean Squared Error，RMSE)值。基于定位结果对应的RMSE值，可以确定RMSE值变化较大的定位结果的定位精度较低，可以基于定位精度，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布。可以理解的是，可以根据预先设置的定位精度和定位成本的需求，确定UWB基站的目标数量和最优位置分布。
其中，RMSE值是观测值与真值偏差的平方和观测次数n比值的平方根。
然后可以基于目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，确定目标数量的UWB基站对目标轨道区段的定位结果。
本发明提供的轨道区段定位方法，通过模拟不同数量的UWB基站对目标轨道区段进行定位，根据定位结果对应的RMSE值，可以确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，从而用户可以根据定位成本需求选择目标数量的UWB基站，根据目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，确定目标轨道区段的定位结果，进而可以提高目标轨道区段的定位精度，同时UWB基站和目标轨道区段之间不要求时钟同步，仅需要UWB基站间时钟同步，定位精度高，设备要求较低。
在一些实施例中，基于定位结果对应的均方根误差RMSE值，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，包括：
在定位结果对应的RMSE值超过预设阈值的情况下，对目标数量的UWB基站对应的位置分布进行调整，直至定位结果对应的RMSE值不超过预设阈值，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布。
在实际执行中，基于chan算法，可以对模拟定位场景进行上万次仿真，获取不同数量的UWB基站的定位结果与RMSE值的关系曲线。
可以在不同数量的UWB基站的定位结果与RMSE值的关系曲线中，确定定位结果对应的RMSE值是否超过预设阈值。其中，预设阈值可以根据实际需求确定，在此不作具体限定。
在定位结果对应的RMSE值没有超过预设阈值的情况下，说明定位结果较为准确；
在定位结果对应的RMSE值超过预设阈值的情况下，说明定位结果不准确，确定定位结果不准确的目标数量的UWB基站，然后对目标数量的UWB基站对应的位置分布进行调整，直至定位结果对应的RMSE值不超过预设阈值。然后在不同数量的UWB基站对应的最优位置分布中确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布。
本发明提供的轨道区段定位方法，通过在定位结果对应的RMSE值超过预设阈值的情况下，对目标数量的UWB基站对应的位置分布进行调整，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，提升定位精度。
在一些实施例中，在定位结果对应的RMSE值超过预设阈值的情况下，对目标数量的UWB基站对应的位置分布进行调整，包括：
在定位结果对应的RMSE值超过预设阈值的情况下，确定预设阈值对应的目标轨道区段的位置区间；
基于目标轨道区段的位置区间，对目标数量的UWB基站对应的位置分布进行调整。
可以理解的是，根据不同数量的UWB基站的定位结果与RMSE值的关系曲线，可以确定在定位结果对应的RMSE值超过预设阈值的情况下，目标轨道区段对应的位置区间，根据该位置区间可以确定需要调整位置分布的UWB基站。
本发明提供的轨道区段定位方法，通过确定需要调整位置分布的不同数量的UWB基站，可以快速确定不同数量的UWB基站分别对应的最优位置分布，从而提高定位效率。
在一些实施例中，基于Chan算法和到达时间差TDOA算法，获取不同数量的UWB基站分别对应的定位结果，包括：
基于TDOA算法，在目标轨道区段中的目标位置向N个UWB基站分别发送UWB信号，确定N个UWB基站分别接收到UWB信号所需要的时间，其中，N大于等于3且N为整数；
基于N个UWB基站分别接收到UWB信号所需要的时间、N个UWB基站的位置和信号传播速度，确定N个UWB基站的坐标信息与目标位置的坐标信息之间的非线性映射关系；
基于Chan算法，对非线性映射关进行求解，确定定位结果。
在实际执行中，假设UWB基站的数量为N个，N大于等于3且N为整数，例如：N＝4、5、6、7或8等。
基于TDOA算法，在目标轨道区段中的目标位置向N个UWB基站采用广播分别发送UWB信号，处于于不同方向的UWB基站接收到信号的时间不同。假设UWB基站A接收到信号的时间为t1，UWB基站B接收到信号的时间为t2，两UWB基站位置已知，那么则构成一个以两个UWB基站为焦点的双曲线方程：
其中，c为信号传播度，UWB信号在自由空间中传播的速度，常认为是光速。(x，y)为目标位置的坐标信息，(x1，y1)为UWB基站A的坐标信息，(x2，y2)为UWB基站B的坐标信息。其中，目标位置为需要进行定位的节点或位置。
通过N个UWB基站可构建出多个双曲线的方程组，即N个UWB基站的坐标信息与目标位置的坐标信息之间的非线性映射关系：
......
在本步骤中，UWB基站和目标位置不要求时钟同步，仅需要UWB基站间时钟同步，定位精度高，设备要求低。
通过求解方程组就可以确定目标位置的坐标信息。
将非线性的TDOA定位方程组转换为线性方程组，然后通过采用两次加权最小二乘法计算目标位置的坐标信息。
第一次加权最小二乘法中得到一个初始值，然后利用该初始值和其他约束条件进行第二次加权最小二乘法，最后得到一个较为精确的目标位置的坐标信息，即获得不同数量的UWB基站分别对应的定位结果。
由TDOA距离公式：
Ri为UWB基站到目标位置的距离：
可知UWB基站到目标位置之间的距离差为：
Ri1＝Ri-R1 式2
将式2变形得到：Ri＝Ri1+R1
先根据式1代入Ri，可得到下式：
将上式两边同时平方，再代入R1，可得到下式：
可以得到：
其中，xi1＝xi-x1，yi1＝yi-y1，
假设有三个UWB基站的坐标分别为A(x1，y1)、B(x2，y2)和C(x3，y3)。待测目标位置的坐标为(x，y)，将式3变为：
基于TDOA算法的定位方式下，式4中的R1的值和目标位置的坐标(x，y)未知，其余均为已知量，三个UWB基站可构成如下方程组：
其中：
将式6整理成矩阵形式，通过最小二乘法解得：
将c1和c2带入式7，整理可得：
式8经变形为：
将式9右边的x，y和R1看成自变量，令Za＝[x，y，R1]T，则将式9转化为下列线性矩阵的形式：
ha＝GaZa 式10
其中：
由于TDOA存在测量误差εi1，则含有误差的式11为：
其中，为目标位置的估计位置值，Ψ的协方差矩阵为：
Ψ＝E[eeT]＝BQB 式13
式13中的B＝diag{R2,R3…,RN}，Q是εi1的协方差矩阵，在进行第一次加权最小二乘法时，缺少初始值，无法直接得到B，可先通过远距算法，将测量误差的协方差矩阵Q代替矩阵Ψ得到目标位置的初始估计值，再进行加权最小二乘法，得到第一次目标位置估计：
根据第一次加权最小二乘法得到的Za构造新的矩阵B，在第一次加权最小二乘法中，将Za中的元素是各自独立的，实际情况中，R1的值是和待测目标位置的坐标(x，y)有关的，第二次加权最小二乘法展开也是基于这个约束条件。
构造第二次加权最小二乘法误差矢量：
e′＝ha′-Ga′Z′a 式15
其中，Za,i对应着Za中第i个元素，进而可得出式15中e'的协方差矩阵：
Ψ1＝E[e′e′T]＝4B′cov(Za)B′ 式16
其中，B′、cov(Za)和可根据第一步加权最小二乘法的估计值重新构造:
从而，得到第二次加权最小二乘法的估计结果Za′。
最后，得到待测目标位置第二次加权后的估计结果为
其中，式19即为最终获得的定位结果。
本发明提供的轨道区段定位方法，通过基于多基站的Chan算法两步加权最小二乘法的TDOA定位方法，定位精度高，设备要求较低。
在一些实施例中，目标轨道区段为云轨轨道对应的区段。
相关技术中，云轨，也称云轨系统。云轨系统是一种跨座式单轨系统。单轨系统中的云轨轨道可以建设在道路中央分隔带或狭窄街道上，不单独占用路面，属于运能接近地铁系统的中运量城市轨道交通系统。单轨系统具有爬坡能力强、转弯半径小、适应多种地形、噪音小、综合建设技术要求低、总体造价成本低以及施工周期较短等优点。因此，云轨系统的应用越来越广泛。
云轨的无人驾驶系统包含了三大技术：控制技术、定位技术和通信技术。列车定位技术需要可以在任何时刻、任何地点获取准确的列车位置和速度等信息。UWB技术具有传输速率快、硬件成本低、系统功耗小、穿透能力强的优点，十分适合用于高精度定位。
以位于停车段的云轨轨道对应的区段(简称“云轨”)为例，来说明本发明的轨道区段定位方法。
位于停车段的“云轨”可看作是静止停靠在轨道上，停车段的轨道长度为150m，使用基站数量N＝4的Chan算法对停车段的“云轨”进行定位，用4个对称分布的UWB基站对150m轨道每隔1m共150个点进行定位，每个点用Chan算法进行10000次仿真，仿真场景如图2所示。
从图3可以看出，UWB基站对称分布在轨道两旁时，基站数N＝6、8或10整体定位结果比较接近，但UWB基站数N＝6时，在1～3m出现了一段十分陡峭的RMSE值曲线，增加UWB基站数量不仅可以提高整体定位精度，还能使得1～3m位置处的RMSE的变化相比缓和。增加基站数可以提高定位精度，但是随着基站数的增多，提升的性价比较低。
为了消除对称分布UWB基站数N＝6在1～3m较大的RMSE值，可以移动对称分布中最左边的两个UWB基站，移动后的UWB基站坐标为(-5，30)和(-5，30)，UWB基站分布场景如图4所示。
如图5所示，将UWB基站的位置分布改进前后的RMSE值曲线进行对比。通过移动2个UWB基站的位置后，在停车段初始1～3m处的陡峭的RMSE值下降曲线已经消失，“云轨”停车位置从1m到150m都变得比较平缓，没有出现很大的定位误差值，虽然改进后的误差曲线和克拉美-罗下界(Cramer-Rao Lower Bound，CRLB)依然有一定的差距，但在精度上能满足停车段“云轨”定位需求。
本发明提供的轨道区段定位方法，通过对称布置UWB基站，增加基站数量，可以提升定位精度，移动最左侧基站，提高停车段初始位置定位精度。
在一些实施例中，目标数量的UWB基站对应的最优位置分布为对称分布于目标轨道区段两旁。
在实际执行中，可以选择单数或双数的UWB基站。在本步骤中，优选双数的UWB基站，使其可以平均且对称分布于目标轨道区段两旁，即为最优位置分布，便于提升定位精度。
相关技术中，对于如下两种定位方法：
一、超宽带信号在传播的过程中会随着距离产生路径损耗，当已知信号的发射功率和接收功率时，根据建立好的路径损耗模型，便可推算出发射点和接受点之间的距离。为提高精度，采用三遍测量法如图6所示。
A、B和C为三个UWB基站，R为目标节点，R与A、B、C之间的距离分别为d1、d2和d3，分别以A、B和C为圆心，以d1、d2和d3为半径画圆，三者交于一点，即为目标节点R的位置。
由于硬件设备、测量误差等原因，三个圆往往不能相交于一点，而是相交形成一个区域；并且由于电磁场传播环境多变，很难建立一个十分准确的路径损耗模型，再加上设备等原因，导致这种方法的测距精度不高。
二、通过测量发射信号在空中的传输时间，根据空气中电磁波的传播速度，把信号的传输时间转化成距离。如图7所示，UWB基站发射信号的时间为t1，目标节点接受到信号的时间为t2，基站和目标节点间的距离为：d＝c*(t2-t1)。其中，c为UWB信号在自由空间中传播的速度，常认为是光速。同上一种定位方法一样，最少需要三个基站才能获得目标节点的位置。这种定位方法可以减少测距过程中产生的误差，提高定位精度，但是要求UWB基站和目标节点之间有严格的时钟同步，假设两者之间存在着时间差ε，目标节点接收到信号的时间为t2+ε，那么这种定位方式的测距误差为：Δd＝c*ε。由于c一般认为是光速，即使基站和目标节点的时钟同步误差为纳秒级，也会造成分米级的测距误差。需要额外增加时钟单位，尤其是要求基站和目标节点间保持精准的时钟同步，因此定位成本相对较高。
通过对比定位方法一和二，显然本发明提供的轨道区段定位方法更易于实现，
下面对本发明提供的轨道区段定位装置进行描述，下文描述的轨道区段定位装置与上文描述的轨道区段定位方法可相互对应参照。
图8是本发明提供的轨道区段定位装置的结构示意图。参照图8，本发明提供的轨道区段定位装置包括：
获取模块810，用于模拟不同数量的超宽带UWB基站对目标轨道区段进行定位，基于Chan算法和到达时间差TDOA算法，获取所述不同数量的UWB基站分别对应的定位结果；
第一确定模块820，用于基于所述定位结果对应的均方根误差RMSE值，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布；
第二确定模块830，用于基于所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，确定所述目标数量的UWB基站对所述目标轨道区段的定位结果。
本发明提供的轨道区段定位装置，通过模拟不同数量的UWB基站对目标轨道区段进行定位，根据定位结果对应的RMSE值，可以确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，从而用户可以根据定位成本需求选择目标数量的UWB基站，根据目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，确定目标轨道区段的定位结果，进而可以提高目标轨道区段的定位精度，同时UWB基站和目标轨道区段之间不要求时钟同步，仅需要UWB基站间时钟同步，定位精度高，设备要求较低。
在一些实施例中，所述第一确定模块820，具体用于：
在所述定位结果对应的RMSE值超过预设阈值的情况下，对所述目标数量的UWB基站对应的位置分布进行调整，直至所述定位结果对应的RMSE值不超过预设阈值，确定所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布。
在一些实施例中，所述第一确定模块820，具体用于：
在所述定位结果对应的RMSE值超过预设阈值的情况下，确定所述预设阈值对应的目标轨道区段的位置区间；
基于所述目标轨道区段的位置区间，对所述目标数量的UWB基站对应的位置分布进行调整。
在一些实施例中，所述获取模块810，还用于：
基于所述TDOA算法，在所述目标轨道区段中的目标位置向N个UWB基站分别发送UWB信号，确定所述N个UWB基站分别接收到所述UWB信号所需要的时间，其中，N大于等于3且N为整数；
基于所述N个UWB基站分别接收到所述UWB信号所需要的时间、所述N个UWB基站的位置和信号传播速度，确定所述N个UWB基站的坐标信息与所述目标位置的坐标信息之间的非线性映射关系；
基于所述Chan算法，对所述非线性映射关进行求解，确定所述定位结果。
在一些实施例中，所述目标轨道区段为云轨轨道对应的区段。
在一些实施例中，所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布为对称分布于所述目标轨道区段两旁。
图9示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图9所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)910、通信接口(Communications Interface)920、存储器(memory)930和通信总线940，其中，处理器910，通信接口920，存储器930通过通信总线940完成相互间的通信。处理器910可以调用存储器930中的逻辑指令，以执行轨道区段定位方法，该方法包括：
模拟不同数量的超宽带UWB基站对目标轨道区段进行定位，基于Chan算法和到达时间差TDOA算法，获取所述不同数量的UWB基站分别对应的定位结果；
基于所述定位结果对应的均方根误差RMSE值，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布；
基于所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，确定所述目标数量的UWB基站对所述目标轨道区段的定位结果。
此外，上述的存储器930中的逻辑指令可以通过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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的轨道区段定位方法，该方法包括：
模拟不同数量的超宽带UWB基站对目标轨道区段进行定位，基于Chan算法和到达时间差TDOA算法，获取所述不同数量的UWB基站分别对应的定位结果；
基于所述定位结果对应的均方根误差RMSE值，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布；
基于所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，确定所述目标数量的UWB基站对所述目标轨道区段的定位结果。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的轨道区段定位方法，该方法包括：
模拟不同数量的超宽带UWB基站对目标轨道区段进行定位，基于Chan算法和到达时间差TDOA算法，获取所述不同数量的UWB基站分别对应的定位结果；
基于所述定位结果对应的均方根误差RMSE值，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布；
基于所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，确定所述目标数量的UWB基站对所述目标轨道区段的定位结果。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种轨道区段定位方法，其特征在于，包括：
模拟不同数量的超宽带UWB基站对目标轨道区段进行定位，基于Chan算法和到达时间差TDOA算法，获取所述不同数量的UWB基站分别对应的定位结果；
基于所述定位结果对应的均方根误差RMSE值，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布；
基于所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，确定所述目标数量的UWB基站对所述目标轨道区段的定位结果。
2.根据权利要求1所述的轨道区段定位方法，其特征在于，所述基于所述定位结果对应的均方根误差RMSE值，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，包括：
在所述定位结果对应的RMSE值超过预设阈值的情况下，对所述目标数量的UWB基站对应的位置分布进行调整，直至所述定位结果对应的RMSE值不超过预设阈值，确定所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布。
3.根据权利要求2所述的轨道区段定位方法，其特征在于，所述在所述定位结果对应的RMSE值超过预设阈值的情况下，对所述目标数量的UWB基站对应的位置分布进行调整，包括：
在所述定位结果对应的RMSE值超过预设阈值的情况下，确定所述预设阈值对应的目标轨道区段的位置区间；
基于所述目标轨道区段的位置区间，对所述目标数量的UWB基站对应的位置分布进行调整。
4.根据权利要求1所述的轨道区段定位方法，其特征在于，所述基于Chan算法和到达时间差TDOA算法，获取所述不同数量的UWB基站分别对应的定位结果，包括：
基于所述TDOA算法，在所述目标轨道区段中的目标位置向N个UWB基站分别发送UWB信号，确定所述N个UWB基站分别接收到所述UWB信号所需要的时间，其中，N大于等于3且N为整数；
基于所述N个UWB基站分别接收到所述UWB信号所需要的时间、所述N个UWB基站的位置和信号传播速度，确定所述N个UWB基站的坐标信息与所述目标位置的坐标信息之间的非线性映射关系；
基于所述Chan算法，对所述非线性映射关进行求解，确定所述定位结果。
5.根据权利要求1-4任一项所述的轨道区段定位方法，其特征在于，所述目标轨道区段为云轨轨道对应的区段。
6.根据权利要求1-4任一项所述的轨道区段定位方法，其特征在于，所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布为对称分布于所述目标轨道区段两旁。
7.一种轨道区段定位装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于模拟不同数量的超宽带UWB基站对目标轨道区段进行定位，基于Chan算法和到达时间差TDOA算法，获取所述不同数量的UWB基站分别对应的定位结果；
第一确定模块，用于基于所述定位结果对应的均方根误差RMSE值，确定目标数量的UWB基站对应的最优位置分布；
第二确定模块，用于基于所述目标数量的UWB基站对应的最优位置分布，确定所述目标数量的UWB基站对所述目标轨道区段的定位结果。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述轨道区段定位方法。
9.一种非暂态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时实现如权利要求1至6任一项所述轨道区段定位方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述轨道区段定位方法。
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