專利名稱：一種偽距差值定位方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用戶定位技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種偽距差值定位方法及裝置。
背景技術(shù)：
移動終端定位服務(wù)(LBS，Location Based Service)，是通過運營商的移動通信網(wǎng)絡(luò)，獲得移動用戶的位置信息(經(jīng)緯度坐標)，在電子地圖平臺的支持下，為用戶提供相應服務(wù)一種增值業(yè)務(wù)。例如，該定位服務(wù)可以找到手機用戶的當前地理位置，然后尋找手機用戶當前位置處1公里范圍內(nèi)的賓館、影院、圖書館、加油站等的名稱和地址。這項服務(wù)的平臺可以跨越移動終端、網(wǎng)站、呼叫中心、其他移動設(shè)備等?？偟膩碚fLBS就是要借助互聯(lián)網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)，在固定用戶和移動用戶之間，完成定位和服務(wù)兩大功能。現(xiàn)有的無線定位方法主要有信息抵達時間(TOA，Time Of Arrival)定位、到達時間差(TD0A，Time Difference of Arrival)定位、到達角(AOA，Angle Of Arrival)定位、 基于基站定位、網(wǎng)格匹配定位等。TOA定位方法主要是由移動終端到三個或三個以上基站的距離推算出移動終端所在處的地理坐標。具體推算過程如下假設(shè)移動終端到基站BS1、BS2、BS3的距離為R1、R2、 R3，根據(jù)定位原理，移動終端一定位于以基站BSi所在位置為圓心，Ri為半徑的圓周上。以三個基站所在位置為圓心，移動終端到三個基站距離為半徑畫圓，則如下圖所示，則三個圓的交點即為移動終端所在的位置。具體可參見

圖1所示。具體坐標方程式如公式(1)。
R1 =^(X1-X)2+Cy1-Y)2 < R2 = ^/(、-^2+&2-7)2 公式(1) R3 = V(x3 -χ)2 +Cy3 -y)2
其中xi、yi為基站坐標，x、y為移動終端坐標。在實際無線電定位方法中，通過測量從目標移動終端發(fā)出的信號到達基站i的時間ti (TOA)，可以得到目標移動臺與基站的距離Ri = c Xti,其中c為電磁波在空中傳播速度，即c = 3X108m/s,i = 1，2，3，聯(lián)立方程組如上述方程組所示，即可得到移動終端坐標位置(X，y)。TDOA定位與TOA定位的基本原理相同，只是在計算中簡化了一些運算量，更適合
于實際應用。公式(1中的)R1 = ^(X1-X)2+Cy1-Y)2 (Ri = CXti)是一個理想的距離計
算方程，而實際測量到的偽距中還應該存在一個接收機與基站的時鐘偏差At，即方程表達為Pi = Ri+cAWPi = cXti)。將移動終端到基站BSl和BS2的距離相減后得到R21 = R2-R1,由幾何知識可知，終端將位于以兩個基站為焦點、與兩個焦點距離差恒為I^21的一對雙曲線上，如下圖所示。同理由I^31 = R3-R1可以得到另一對雙曲線。兩隊雙曲線相交后交點為移動終端所在的位置。具體請參見圖2。具體坐標方程式如公式(2)。
權(quán)利要求
1.一種偽距差值定位方法，其特征在于，所述方法包括選取標校點，預先測定所述標校點的坐標及對應的TDOA值；根據(jù)待定位位置選取三個所述標校點，獲取所述三個標校點的TDOA值，計算對應的 TDOA非視距修正值；根據(jù)所述三個標校點的TDOA非視距修正值計算待定位位置的TDOA非視距修正值； 根據(jù)待定位位置的坐標值和TDOA非視距修正值計算TDOA值；或者根據(jù)待定位位置的 TDOA值和TDOA非視距修正值計算坐標值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)待定位位置選取三個所述標校點， 獲取所述三個標校點的TDOA值，計算對應的TDOA非視距修正值，包括根據(jù)待定位位置選取三個所述標校點A、B、C ；獲取所述三個標校點A、B、C測得的η個TDOA值分別TA1、TA2......Tto ；ΤΒ1、rprprprprp1β2......Ιβη、； lei、lc2......Icn ;根據(jù)公式= V(xu -χ)2 +(Λι -yf+(zu ~ζ)2 -V(xu -χ)2 +(Λ2 -yf +(^2~ζ)2 -°·ται ΝΑ2=^2λ -χ)2 +( -yf +(ζ2Λ -ζ)2 -^I(x2a-x)2 +(y2a -yf +(ζ2α-ζ)2 -c-TA2Ncn = V(X ,1 -χ)2 +Ov -yf+(znA - ζ)2 -批廠X)2 +(yna -y)2 +(^2-Z)2-c-Tcn 計算對應的 TDOA 非視距修正值 NA1、Na2......NAn ；Nbi, Nb2......NBn ；Nci, Nc2......Nto。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述待定位位置為網(wǎng)格點； 所述根據(jù)待定位位置選取三個所述標校點A、B、C，包括所述三個標校點A、B、C滿足下述條件三個標校點圍成的三角區(qū)域包含所述網(wǎng)格點坐標，且三個標校點到該網(wǎng)格點的距離和最小；或者，所述多個網(wǎng)格點圍成的區(qū)域的中心點到三個標校點距離最小。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述三個標校點的TDOA非視距修正值計算待定位位置的TDOA非視距修正值，包括根據(jù)所述三個標校點A、B、C的坐標及對應的TDOA非視距修正值求解公式αη■ΧΑ+ K■yA+ Cn=Njαη.Xb+ K■yB+ Cn=N1αη xC+ K■yc+ Cn=Ni以及公式Nn =知· x+bn · y+cn聯(lián)立，計算待定位位置的TDOA非視距修正值N1、N2......Nn。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)待定位位置的坐標值和TDOA非視距修正值計算TDOA值；或者根據(jù)待定位位置的TDOA值和TDOA非視距修正值計算坐標值， 包括所述待定位位置為網(wǎng)格點時，根據(jù)公式-χ)2+(yu -yf +(hi~z)2 ~λΙ(χι2~χ)2 +(λ2 -y)2+(\2~^)2 -n})/cT2 = V(X2,1 ~X)2 + (^2,1 -yf + (^2,1 ~Ζ - 4^2,2 - Xf +(y 2,2 ~+ (Ζ 2,2 ~ Zf
6.如權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于，該方法還包括所述待定位位置為網(wǎng)格點時，將所述網(wǎng)格點坐標與對應的TDOA值1\、1~2......Tn存儲；用戶定位時，將測定的用戶位置的TDOA值與網(wǎng)格點的TDOA值1\、T2......Tn相匹配，確定用戶位置。
7.一種偽距差值定位裝置，其特征在于，該裝置包括標校點預測單元、標校點TDOA非視距修正值計算單元、待定位位置非視距修正值計算單元和定位結(jié)果計算單元，其中，所述標校點預測單元，用于選取標校點，并預先測定所述標校點的坐標及對應的TDOA值；所述標校點TDOA非視距修正值計算單元，用于根據(jù)待定位位置選取三個所述標校點， 獲取所述三個標校點的TDOA值，計算對應的TDOA非視距修正值；所述待定位位置非視距修正值計算單元，用于根據(jù)所述三個標校點的TDOA非視距修正值計算待定位位置的TDOA非視距修正值；所述定位結(jié)果計算單元，用于根據(jù)待定位位置的坐標值和TDOA非視距修正值計算 TDOA值；或者根據(jù)待定位位置的TDOA值和TDOA非視距修正值計算坐標值。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述標校點TDOA非視距修正值計算單元進一步包括標校點選取子單元、標校點TDOA值獲取子單元和第一 TDOA非視距修正值計算子單元，其中，所述標校點選取子單元，用于根據(jù)待定位位置選取三個所述標校點； 所述標校點TDOA值獲取子單元，用于獲取所述三個標校點A、B、C的η個TDOA值； 所述第一 TDOA非視距修正值計算子單元，用于計算所述三個標校點A、B、C對應的TDOA 非視距修正值。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述待定位位置非視距修正值計算單元進一步包括線性插值參數(shù)計算子單元和第二 TDOA非視距修正值計算子單元，其中，所述線性插值參數(shù)計算子單元，用于根據(jù)所述三個標校點A、B、C的坐標及對應的TDOA 非視距修正值，計算線型差值參數(shù)知、bn、cn ；所述第二 TDOA非視距修正值計算子單元，用于計算待定位位置的TDOA非視距修正值 N”N2......Nn。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述定位結(jié)果計算單元進一步包括網(wǎng)格點 TDOA值計算子單元和用戶位置坐標計算子單元，其中，所述網(wǎng)格點TDOA值計算子單元，用于根據(jù)網(wǎng)格點的坐標(X，y)計算網(wǎng)格點的TDOA值 TTT- 1、l2......1ii，所述用戶位置坐標計算子單元，用于根據(jù)測試得到的TDOA值為1\、T2......Tn計算用戶位置坐標(X，y)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種偽距差值定位方法，屬于用戶定位技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括選取標校點，預先測定所述標校點的坐標及對應的TDOA值；根據(jù)待定位位置選取三個所述標校點，獲取所述三個標校點的TDOA值，計算對應的TDOA非視距修正值；根據(jù)所述三個標校點的TDOA非視距修正值計算待定位位置的TDOA非視距修正值；根據(jù)待定位位置的坐標值和TDOA非視距修正值計算TDOA值；或者根據(jù)待定位位置的TDOA值和TDOA非視距修正值計算坐標值。本發(fā)明能夠以較大的距離間隔預先測定少量的標校點，基于標校點的TDOA值，采用偽距差分模型虛擬產(chǎn)生密度較高的網(wǎng)格點特征信息，在減輕定位非視距誤差的同時，有效降低網(wǎng)格信息的采集量。
文檔編號H04B17/00GK102547570SQ20121003978
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者余彥培, 張遂征, 來奇峰, 鄧中亮 申請人:北京郵電大學, 北京首科信通科技有限責任公司