本實用新型涉及雷達(dá)定位領(lǐng)域，尤其涉及一種定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)交通領(lǐng)域采用雷達(dá)方式抓拍應(yīng)用的越來越廣泛，尤其是高速公路上測速幾乎都是采用雷達(dá)方式來抓拍。目前市場大大多數(shù)采用的雷達(dá)是平板窄波束雷達(dá)，也稱窄波雷達(dá)。

然而，目前的雷達(dá)無法準(zhǔn)確實現(xiàn)對目標(biāo)信號的識別和距離測量，所以就沒辦法滿足單個或多個雷達(dá)對多目標(biāo)的識別測距，并根據(jù)定位技術(shù)，實現(xiàn)待測物體的定位。

例如：對于物體位置定位和移動速度測量，目前在室外采用的是GPS衛(wèi)星定位方式，是室內(nèi)或者一些特殊場景中沒有GPS信號，無非精確定位；在一些特殊行業(yè)采用磁導(dǎo)定位，激光定位，無線強(qiáng)度定位以及UWB定位等技術(shù)，該些技術(shù)目前仍然存在精度不夠，安裝不便，以及解決方案成本過高等問題，因此亟需一種新型定位技術(shù)滿足日益迫切的高精度定位需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本實用新型提供一種定位系統(tǒng)。

一種定位系統(tǒng)，其中，包括：

雷達(dá)裝置；

測距模塊，與所述雷達(dá)裝置連接；

ID識別模塊，與所述雷達(dá)裝置連接；

中央處理器，分別與所述測距模塊和所述ID識別模塊連接；

若干位置信標(biāo)通過無線與所述雷達(dá)裝置連接。

上述的系統(tǒng)，其中，每個所述位置信標(biāo)包括：

接收天線；

第一射頻放大器，與所述接收天線連接；

正交混頻器，與所述第一射頻放大器連接；

ID發(fā)生器和第二射頻放大器，分別與所述正交混頻器連接；

發(fā)射天線，與所述第二射頻放大器連接。

上述的系統(tǒng)，其中，所述雷達(dá)裝置包括：

掃頻發(fā)射器；

射頻放大器，與所述掃頻發(fā)射器連接；

環(huán)形器，與所述射頻放大器連接；

混頻器和收發(fā)天線，分別與所述環(huán)形器連接，且所述收發(fā)天線通過無線與所述發(fā)射天線連接；

頻譜信號分析模塊，與所述混頻器連接。

上述的系統(tǒng)，其中，每個所述位置信標(biāo)通過CDMA產(chǎn)生所述位置信標(biāo)的唯一偽隨機(jī)碼。

上述的系統(tǒng)，其中，所述位置信標(biāo)的數(shù)量大于等于4個。

上述的系統(tǒng)，其中，所述雷達(dá)裝置為FMCW雷達(dá)裝置。

綜上所述，本實用新型設(shè)計的一種定位系統(tǒng)，在待測物體上對雷達(dá)信號進(jìn)行識別信息的信號調(diào)制，實現(xiàn)雷達(dá)對該目標(biāo)信號的識別和距離測量，從而滿足單個或者多個雷達(dá)對多目標(biāo)的識別測距，并根據(jù)定位技術(shù)，實現(xiàn)待測物體的定位。

附圖說明

參考所附附圖，以更加充分的描述本實用新型的實施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對本實用新型范圍的限制。

圖1是本實用新型基于多個固定位置雷達(dá)實現(xiàn)多目標(biāo)定位的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型位置信標(biāo)調(diào)制ID信號的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型FMCW雷達(dá)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型單個固定雷達(dá)實現(xiàn)多目標(biāo)定位的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明，但是不作為本實用新型的限定。

本實用新型特別涉及一種基于對雷達(dá)信號調(diào)制待測識別信號，通過識別測量雷達(dá)到待測系統(tǒng)的距離實現(xiàn)位置定位。

雷達(dá)測距技術(shù)。雷達(dá)測距技術(shù)是通過測量發(fā)射無線電波和經(jīng)過空間傳輸后，到被測物體反射的無線電波的時間或者相關(guān)頻率偏差，實現(xiàn)對目標(biāo)物體的距離和移動的速度測量。雷達(dá)通常有CW雷達(dá)，脈沖雷達(dá)以及FMCW雷達(dá)等，對所有的雷達(dá)技術(shù)本實用新型均可以實用。

調(diào)制技術(shù)是對無線電信號進(jìn)行信號調(diào)制，有調(diào)幅AM，調(diào)頻FM，脈沖調(diào)制PM，QPSK數(shù)字調(diào)制，本實用新型適用使用所有可以的調(diào)制技術(shù)。CMDA碼域調(diào)制技術(shù)一種多址接入的無線通信技術(shù)，CDMA通過正交碼進(jìn)行調(diào)制解調(diào)信息。A信息通過唯一的偽隨機(jī)碼Ci擴(kuò)頻后，只能通過對應(yīng)的Ci碼相關(guān)解調(diào)出A信息。本實用新型包括采用CDMA技術(shù)進(jìn)行用戶編碼識別。

定位技術(shù)是基于多個已知位置坐標(biāo)以及待測點到各個坐標(biāo)的距離,經(jīng)過測算得到待測點的位置，如：對于一個三維空間,基于四個已知坐標(biāo)可以精確知道待測點的空間位置(x,y,z)

算法就是解距離方程組：

(x-x₀)²+(y-y₀)²+(z-z₀)²＝d₀²

(x-x₁)²+(y-y₁)²+(z-z₁)²＝d₁²

(x-x₂)²+(y-y₂)²+(z-z₂)²＝d₂²

(x-x₃)²+(y-y₂)²+(z-z₂)²＝d₃²

本實用新型是設(shè)計在待測物體上對雷達(dá)信號進(jìn)行識別信息的信號調(diào)制，實現(xiàn)雷達(dá)對該目標(biāo)信號的識別和距離測量，從而滿足單個或者多個雷達(dá)對多目標(biāo)的識別測距，并根據(jù)定位技術(shù)，實現(xiàn)待測物體的定位。

優(yōu)選的，采用FMCW雷達(dá)技術(shù)，通過設(shè)置掃頻帶寬，實現(xiàn)對應(yīng)分辨率的雷達(dá)，實現(xiàn)雷達(dá)到待測目標(biāo)的精確距離測量。本實用新型方案同樣適用于其它形式的雷達(dá)。

優(yōu)選的，采用多點定位算法，通過多個雷達(dá)同時實現(xiàn)對單個目標(biāo)的距離實現(xiàn)定位，通常三維坐標(biāo)的定位需要4個信源。通過4個雷達(dá)同時工作在不同頻率，完成雷達(dá)到定位目標(biāo)多點距離測量，通過多點距離計算目標(biāo)用戶的位置信息。也可以通過設(shè)置待測位置系統(tǒng)安裝單個雷達(dá)，通過測量該雷達(dá)到多個固定位置信標(biāo)的距離，實現(xiàn)對該系統(tǒng)位置的定位，同樣位置信標(biāo)大于4個，實現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)位置三維坐標(biāo)的定位。

優(yōu)選的，對待測目標(biāo)或者是位置信標(biāo)通過CDMA技術(shù)產(chǎn)生唯一的身份識別信息ID code。通過對待測目標(biāo)和位置信標(biāo)對同時接收的單個或者多個雷達(dá)信號進(jìn)行ID code的正交調(diào)制，放大后發(fā)射。雷達(dá)系統(tǒng)對接收到的調(diào)制雷達(dá)信號進(jìn)行解調(diào)分析出待測目標(biāo)的距離。

優(yōu)選的，采用合適的通訊技術(shù)收集對單目標(biāo)的多點已知位置的距離測量,通過定位算法獲得目標(biāo)用戶的位置。該位置信息可以作為目標(biāo)用戶的定位、導(dǎo)航使用。

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本申請設(shè)計一種定位系統(tǒng)，具體的包括：

雷達(dá)裝置；雷達(dá)裝置；具體為FMCW雷達(dá)裝置；

測距模塊，與FMCW雷達(dá)裝置連接；

ID識別模塊，與FMCW雷達(dá)裝置連接；

中央處理器，分別與測距模塊和ID識別模塊連接；

其中，若干位置信標(biāo)通過無線與FMCW雷達(dá)裝置連接。

其中，每個所述位置信標(biāo)包括：

接收天線；

第一射頻放大器，與接收天線連接；

正交混頻器，與第一射頻放大器連接；

ID發(fā)生器和第二射頻放大器，分別與正交混頻器連接；

發(fā)射天線，與第二射頻放大器連接。

每個FMCW雷達(dá)裝置包括：

掃頻發(fā)射器；

射頻放大器，與掃頻發(fā)射器連接；

環(huán)形器，與射頻放大器連接；

混頻器和收發(fā)天線，分別與環(huán)形器連接，且所述收發(fā)天線通過無線與所述發(fā)射天線連接；

頻譜信號分析模塊，與所述混頻器連接。

實施例一

針對現(xiàn)有技術(shù)的不完善，本實用新型提供一種基于雷達(dá)對標(biāo)示信標(biāo)測距實現(xiàn)定位的方法。該方法不依賴于傳統(tǒng)定位的GPS信號，可以廣泛應(yīng)用于高精度室內(nèi)定位以及特殊場景的室外定位。

該定位方法可以適用于固定大于4個雷達(dá)系統(tǒng)，完成覆蓋區(qū)域多目標(biāo)的位置測試，如圖1所示，也可以通過設(shè)置大于4個固定信標(biāo)系統(tǒng)，完成雷達(dá)系統(tǒng)位置測試，如圖4所示。

對于固定雷達(dá)系統(tǒng)完成多目標(biāo)測試的整個實現(xiàn)方案架構(gòu)如圖1所示，圖中：101，103為FMCW雷達(dá)系統(tǒng)，其工作原理如圖3所示，測距和ID識別模塊102，104，105為位置計算和通訊，108，109為待測設(shè)備，其工作原理如圖2所示。

FMCW雷達(dá)系統(tǒng)通過掃頻信號發(fā)射器301發(fā)射掃頻的連續(xù)波，通過射頻放大器302放大后，經(jīng)過收發(fā)天線306(等同于圖1中天線106/107)發(fā)射出去，發(fā)射的掃頻雷達(dá)射頻信號經(jīng)過空中傳播后被待測ID的接收天線201接收，通過射頻放大器202射頻放大，在混頻器203完成對被測信號ID的正交調(diào)制(也可以采用其他的調(diào)制技術(shù)，如FM，AM，PM等)，其中正交調(diào)制的I，Q信號來自于ID發(fā)生器204的ID信號發(fā)生器，在ID發(fā)生器204中，可以采用CMDA技術(shù)產(chǎn)生身份唯一的偽隨機(jī)碼IQ序列(也可以采用其它標(biāo)定方式)。經(jīng)過混頻調(diào)制身份ID信息的雷達(dá)信號，通過射頻放大器205放大后送到發(fā)射天線206發(fā)射出去。

FMCW雷達(dá)通過天線306接收到調(diào)制了身份ID信息的雷達(dá)信號，經(jīng)過環(huán)行器303(可選)送入混頻器304進(jìn)行混頻，最后送進(jìn)頻譜信號分析模塊305，低通濾波后，消除雷達(dá)的載波信號，得到和待測設(shè)備ID距離，移動產(chǎn)生的多普勒頻移以及調(diào)制身份ID的相關(guān)頻率信息，送到測距和ID識別模塊104中。在測距和ID識別模塊104中通過已知的CDMA正交偽隨機(jī)碼識別計算出待測設(shè)備距離和多普雷頻移信息。從而實現(xiàn)了對該待測設(shè)備的距離和速度測量。當(dāng)有多個待測設(shè)備同時工作時候，如圖1的待測設(shè)備108、109，由于CDMA正交碼的相關(guān)性，可以在識別模塊中，利用待測設(shè)備108和109的不同身份CDMA碼分別正交相關(guān)識別出每個待測設(shè)備108和109的距離和速度信息。

當(dāng)多個雷達(dá)同時工作，如圖1的FMCW 101、103，通過配置雷達(dá)起始掃頻頻率偏差不一樣，讓每個雷達(dá)不會工作在相同的頻率，雷達(dá)之間的掃頻頻率偏差設(shè)置大于圖2的IQ中頻最大頻率(載波+帶寬/2)和覆蓋范圍內(nèi)最大距離和速度帶來的頻率之和。這樣就能夠區(qū)分出每個雷達(dá)測量信號，從而讓多個雷達(dá)沒有干擾的同時工作。

通過位置計算和通訊105同步到每個雷達(dá)測到待測設(shè)備距離，根據(jù)雷達(dá)的位置信息，通過定位算法計算出待測設(shè)備的位置信息，實現(xiàn)了該待測信號的定位。

對于設(shè)置大于4個固定信標(biāo)系統(tǒng)，完成雷達(dá)系統(tǒng)位置測試的應(yīng)用框圖如圖4所示，雷達(dá)天線402，測距和ID識別模塊403，其工作的原理如上所述，通過雷達(dá)系統(tǒng)401完成多個固定位置信標(biāo)(405，406，407，408)位置測量，在位置計算和通訊404中計算出雷達(dá)系統(tǒng)位置。

綜上所述，本實用新型設(shè)計的一種定位系統(tǒng)，在待測物體上對雷達(dá)信號進(jìn)行識別信息的信號調(diào)制，實現(xiàn)雷達(dá)對該目標(biāo)信號的識別和距離測量，從而滿足單個或者多個雷達(dá)對多目標(biāo)的識別測距，并根據(jù)定位技術(shù)，實現(xiàn)待測物體的定位。

通過說明和附圖，給出了具體實施方式的特定結(jié)構(gòu)的典型實施例，基于本實用新型精神，還可作其他的轉(zhuǎn)換。盡管上述實用新型提出了現(xiàn)有的較佳實施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。

對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本實用新型的真實意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本實用新型的意圖和范圍內(nèi)。