一種tdoa定位系統(tǒng)中采用距離建模的定位方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種TDOA定位系統(tǒng)中采用距離建模的定位方法，TDOA是指兩個(gè)或多個(gè)固定定位站發(fā)射的信號(hào)到達(dá)同一個(gè)目標(biāo)的時(shí)間差。在TDOA定位系統(tǒng)中，自身位置未知的目標(biāo)接收兩個(gè)固定定位站發(fā)射的信號(hào)，測(cè)量這兩個(gè)發(fā)射信號(hào)到達(dá)目標(biāo)的時(shí)間差，然后計(jì)算出目標(biāo)到固定定位站的距離差，用距離差進(jìn)行建模，從而得到目標(biāo)的當(dāng)前位置。本發(fā)明無需求解距離差方程，可以避免使用和求解非線性方程組，只需求解一個(gè)三元一次方程組和一個(gè)一元二次方程就可以得到目標(biāo)的位置坐標(biāo)，完成定位任務(wù)。該方法得到的模型較為簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，簡(jiǎn)化了運(yùn)算，定位速度快，可以滿足更多領(lǐng)域的定位需求。
【專利說明】-種TDOA定位系統(tǒng)中采用距離建模的定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于導(dǎo)航定位領(lǐng)域，具體涉及一種TD0A定位系統(tǒng)中采用距離建模的定位 方法，可以應(yīng)用于導(dǎo)航定位領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] TD0A定位系統(tǒng)通常用距離差進(jìn)行建模。假設(shè)目標(biāo)的未知坐標(biāo)為（X，y，z)，固定定 位站的坐標(biāo)為（xl，yl，zl)和（x2, y2, z2)，兩個(gè)固定站發(fā)射的信號(hào)到達(dá)目標(biāo)的時(shí)間差為 Λ t，c為光速（以下同），則可以得到如下的距離差方程：
[0003]
【權(quán)利要求】
1. 一種TDOA定位系統(tǒng)中采用距離建模的定位方法，其特征在于：以固定定位站中的一 個(gè)為基準(zhǔn)站，其它站為參考站，定位步驟如下： 步驟1 :以基準(zhǔn)站的位置中心為原點(diǎn)，建立定位坐標(biāo)系，定位坐標(biāo)系的三軸與原來的坐 標(biāo)指向相同且平行；所述基準(zhǔn)站在當(dāng)前坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值為（〇, 〇, 〇)，在原坐標(biāo)系下的坐 標(biāo)為（x〇, y〇, z0); 步驟2 :將所有參考站的坐標(biāo)以基準(zhǔn)站的坐標(biāo)值變換當(dāng)前定位坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；所述 其它參考站在當(dāng)前坐標(biāo)系下的坐標(biāo)（xi，yi，zi), i = 1?N, N為參考站的數(shù)目，i為N個(gè) 參考站中的第i個(gè)參考站；第i個(gè)參考站在原坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為（xi+x〇, yi+y〇, zi+zO); 步驟3 :目標(biāo)接收各個(gè)定位站同時(shí)發(fā)射的信號(hào)，測(cè)量每一個(gè)參考站與基準(zhǔn)站之間的到 達(dá)時(shí)間差Δ tp i = 1?N ; 步驟4 :根據(jù)目標(biāo)到基準(zhǔn)站和參考站之間的距離，建立距離模型方程： -2xix-2yiy-2ziz = 2c · Δ tj · R+ (c · Δ tj)2- (x^+y^+Zj2) 其中：c為光速；R為目標(biāo)到基準(zhǔn)站的距離；(x，y，z)為目標(biāo)的未知坐標(biāo)； 步驟5 :求解距離模型方程，得到（X，y，z)的關(guān)于R的表達(dá)式； 步驟6 :將步驟5得到的表達(dá)式代入x2+y2+z2 = R2,得到一個(gè)R的一元二次方程，求解 得到目標(biāo)到基準(zhǔn)站的距離R; 步驟7 :將R代入目標(biāo)坐標(biāo)X、y、z關(guān)于R的表達(dá)式： -2xix-2yiy-2ziz = 2c · Δ tj · R+ (c · Δ tj)2- (x^+y^+Zj2) 計(jì)算目標(biāo)的未知坐標(biāo)（X，y，Z)的數(shù)值； 步驟8:將未知坐標(biāo)（x，y，z)的數(shù)值分別對(duì)應(yīng)加上基準(zhǔn)站在原坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為（xO， y0, z0)，就得到需要定位的目標(biāo)在原坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)（x+xO, y+yO, z+zO)。
【文檔編號(hào)】G01S5/00GK104090261SQ201410292986
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】盧山, 張燕青 申請(qǐng)人:西安電子工程研究所
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