基于多径利用的超宽带定位室内目标方法与流程

技术特征：
1.一种基于多径利用的超宽带定位室内目标方法，其特征在于，包括：(1)根据基站发射直达波信号的时间t
l1
和接收直达波信号的时间t
r1
；地面接收机接收到直达波信号时间t
r1
和地面接收机发射直达波信号的时间t
l1
，得到直达波的波达时间τ
a
；(2)根据基站发射一阶多径信号的时间t
l2
和接收一阶多径信号的时间t
r2
；地面接收机接收到一阶多径信号的时间t
r2
和地面接收机发射一阶多径信号的时间t
l2
，得到一阶多径信号的波达时间τ
b
；(3)根据基站发射一阶多径信号的时间t
l3
和接收一阶多径信号的时间t
r3
；地面接收机接收到一阶多径信号的时间t
r3
和地面接收机发射一阶多径信号的时间t
l3
，得到一阶多径信号的波达时间τ
c
；(4)建立城市环境下室内目标几何定位模型：4a)建立平面坐标系，在平面坐标系中定义基站位置q和接收机位置a：q＝[r
x
,r
y
]，a＝[a
x
,a
y
],其中：r
x
为基站位置q的横坐标，r
y
为基站位置q的纵坐标；a
x
为接收机位置a的横坐标，a
y
为接收机位置a的纵坐标；4b)在平面坐标系中对反射轴信息初始化，根据基站位置关于反射轴的对称位置，得到基站关于反射轴x的虚拟基站的位置点p1和基站关于反射轴y的虚拟基站的位置点p2：p1＝[d
x1
,d
y1
]，p2＝[d
x2
,d
y2
]；其中：d
x1
为虚拟基站位置p1的横坐标，d
y1
为基站位置p1的纵坐标；d
x2
为接收机位置p2的横坐标，d
y2
为接收机位置p2的纵坐标；4c)根据基站位置q、接收机位置a、虚拟基站的位置p1、p2和反射轴信息，建立数学模型表达式：其中:表达式＜1＞是以基站q的位置为圆心，以基站到地面接收机的距离为半径的圆，是直达波信号的几何模型；表达式＜2＞是以虚拟基站p1的位置为圆心，以虚拟基站p1到地面接收机的距离为半径的圆，是一阶多径信号的几何模型；表达式＜3＞是以虚拟基站p2的位置为圆心，以虚拟基站p2到地面接收机的距离为半径的圆，是一阶多径信号的几何模型；c为电磁波在空间中的传播速度，[t
x
,t
y
]为要测量的目标位置；(5)将直达波信号波达时间τ
a
、一阶多径信号波达时间τ
b
、一阶多径信号波达时间τ
c
分别带入4c)中建立的数学模型表达式中进行联立求解，得到其三个几何模型即三个不同圆的相交点，该点为目标的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述(1)中得到直达波的波达时间τ
a
，表示如下：
其中：t
l1
是基站对应的直达波信号的发射时间，t
r1
是基站q对应的直达波信号的接收时间，t
l1
是接收机对应的直达波信号的发射时间，t
r1
是接收机对应的直达波信号的接收时间。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述(2)中得到一阶多径信号的波达时间τ
b
，表示如下：其中：t
l2
是虚拟基站p1对应的一阶多径信号的发射时间，t
r2
是虚拟基站p1对应的一阶多径信号的接收时间，t
l2
是接收机对应的一阶多径信号的发射时间，t
r2
是接收机对应的一阶多径信号的接收时间。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述(3)中得到一阶多径信号的波达时间τ
c
，表示如下：其中：t
l3
是虚拟基站p2对应的一阶多径信号的发射时间，t
r3
是虚拟基站p2对应的一阶多径信号的接收时间，t
l2
是接收机对应的一阶多径信号的发射时间，t
r2
是接收机对应的一阶多径信号的接收时间。

技术总结
本发明公开了一种基于多径利用的超宽带定位室内目标方法，主要解决现有技术在多径环境下对点目标定位不准确的问题。其实现方法是：由超带宽基站发射信号，信号经过不同的路径到达接收机；分别计算直达波信号的到达时间和两个一阶多径信号的到达时间；并将上述的不同信号的到达时间带入建立好的数学模型中；联立三个不同的圆，可得到三个圆的相交点，即为目标的位置。本发明能有效利用多径信息，所建立的几何定位模型简单，成本低，提高了定位精度，可用于对室内点目标的定位。可用于对室内点目标的定位。可用于对室内点目标的定位。


技术研发人员：张娟 王兆慧 丁彤 刘欣让 张林让
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2021.07.15
技术公布日：2021/10/23