ID号，目标基站ID号，判 断得出自己为非目标基站，仅对时间标签进行存储。
[0094] E.定位经过固定个时钟周期τ的延迟后向基站A发送无线信号S3,并记录发射时刻 的时间标签为ta3。无线信号S3中携带了定位标签的身份ID和基站A的身份ID，以及时间标 签tal、ta2和ta3。
[0095] F.基站A接收到无线信号S3,记录接收时刻为tb3。非目标基站B接收到无线信号 S3,记录接收时刻为tc3。基站B解析无线信号中所携带的标签ID号，目标基站ID号，判断得 出自己为非目标基站，仅对时间标签进行存储。
[0096] G.基站A从无线信号S3中解调得到tal、ta2和ta3，与本地时间标签tbl、tb2、tb3代 入如下公式得到tab
[0097] tab=[(ta2-tal+tb3-tb2)-(tb2-tbl+ta3-ta2)]/4
[0098] Η.基站A到基站B的传播时间为tbc = di2/c，其中c为无线电在空气中传播的速度， d12为基站A到基站B的直线距离。
[0099] I.应用距离计算公式计算基站B到标签的传播时间tac，这里采用了 τ为固定常数时 的简化计算公式，并有Ν=3:
[0101 ] 分别得到基站Α、基站Β和基站C与标签的距尚后，集合基站Α、基站Β和基站C的坐标 已知，使用三点定位计算方法计算得到标签的二维坐标，完成标签定位。
[0102] 本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的传播 时间Α获取装置、传播时间Β获取装置、传播时间C获取装置、位置坐标定位装置以外，完全可 以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的传播时间A获取装置、传播时间B获取 装置、传播时间C获取装置、位置坐标定位装置以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑 控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的传播时间A获取 装置、传播时间B获取装置、传播时间C获取装置、位置坐标定位装置可以被认为是一种硬件 部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构；也可以将 用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
[0103] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述 特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影 响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相 互组合。
【主权项】
1. 一种非同步基站系统下的无线测距定位方法，其特征在于，包括如下步骤： 时间标签A建立步骤：由定位标签发起并完成对任意一个目标基站的RTTT过程，在定位 标签端和目标基站端分别存储各自无线信号收发时刻的时间标签，记为时间标签A; 传播时间A获取步骤:根据所述时间标签A，得到定位标签与目标基站之间的无线信号 传播时间，记为无线信号传播时间A; 时间标签B建立步骤:各个非目标基站在信道侦听过程中，各自接收定位标签和目标基 站发射的无线信号，并各自存储接收所述无线信号时刻的时间标签，记为时间标签B; 传播时间B获取步骤:通过基站间测量得到目标基站分别与所述多个非目标基站之间 的无线信号传播时间，记为无线信号传播时间B; 传播时间C获取步骤:根据所述时间标签A、时间标签B、信号传播时间B，得到各个非目 标基站到定位标签的无线信号传播时间，记为无线信号传播时间C; 位置坐标定位步骤:根据各个非目标基站到定位标签的无线信号传播时间C，得到定位 标签的位置坐标。2. -种非同步基站系统下的无线测距定位系统，其特征在于，包括:定位标签、目标基 站、非目标基站、传播时间A获取装置、传播时间B获取装置、传播时间C获取装置、位置坐标 定位装置； 由定位标签发起并完成对任意一个目标基站的RTTT过程，在定位标签端和目标基站端 分别存储各自无线信号收发时刻的时间标签，记为时间标签A; 传播时间A获取装置：用于根据所述时间标签A，得到定位标签与目标基站之间的无线 信号传播时间，记为无线信号传播时间A; 各个非目标基站在信道侦听过程中，各自接收定位标签和目标基站发射的无线信号， 并各自存储接收所述无线信号时刻的时间标签，记为时间标签B; 传播时间B获取装置：用于通过基站间测量得到目标基站分别与所述多个非目标基站 之间的无线信号传播时间，记为无线信号传播时间B; 传播时间C获取装置：用于根据所述时间标签A、时间标签B、信号传播时间B，得到各个 非目标基站到定位标签的无线信号传播时间，记为无线信号传播时间C; 位置坐标定位装置:用于根据各个非目标基站到定位标签的无线信号传播时间C，得到 定位标签的位置坐标。3. 根据权利要求1所述的非同步基站系统下的无线测距定位方法或者权利要求2所述 的非同步基站系统下的无线测距定位系统，其特征在于，多个不同步基站利用一组无线信 号的收发测量距离和测量位置信息。4. 根据权利要求1所述的非同步基站系统下的无线测距定位方法或者权利要求2所述 的非同步基站系统下的无线测距定位系统，其特征在于，非目标基站在无线测距定位过程 中不发射无线信号，仅通过侦听得到时间标签B、所述时间标签A、信号传播时间B完成非目 标基站到定位标签的距离测量和定位标签的位置测量。5. 根据权利要求1所述的非同步基站系统下的无线测距定位方法或者权利要求2所述 的非同步基站系统下的无线测距定位系统，其特征在于，所述传播时间B获取步骤，包括如 下任一个步骤： 坐标计算时间步骤:利用目标基站和非目标基站已知的坐标，由已知的坐标计算得到 目标基站和非目标基站之间的空间距离d，利用空间距离d和已知的无线信号传播速度计算 得到无线信号传播时间B; RTTT测量计算时间步骤:测量目标基站和非目标基站之间的RTTT过程所经历的时间长 度，得到无线信号传播时间B。6. 根据权利要求1所述的非同步基站系统下的无线测距定位方法或者权利要求2所述 的非同步基站系统下的无线测距定位系统，其特征在于，所述无线信号传播时间C根据如下 计算式计算得到： tac= (td2*tl-tdl*t2-tdl*td3Wdl*td2)/(tdhtd2) + (2*tdl*tab)/(tdhtd2)+tbc 其中，ta。表示无线信号传播时间C，ta读示无线信号传播时间A, tb。表示无线信号传播 时间B;其中，flooH*)表示取整函数，N表示RTTT过程中无线信号的发送次数，k为整数， 巧J=uy4(/c)运算代表对A(0)，A(1)，···，A(n)的求和操作;ta(x)表示时间标签A中在定位标签 端存储的无线信号收发时刻的时间标签集合{tal，ta2，ta3，···，化N}中的第X个元素;tb(x) 表示时间标签A中在目标基站端存储的无线信号收发时刻的时间标签集合{tbl，tb2, tb3，···，tbN}中的第X个元素;tc(x)表示作为时间标签B的时间标签集合{tcl，tc2，tc3，···， tcN}中的第X个元素；1 < X < N。7. 根据权利要求1所述的非同步基站系统下的无线测距定位方法或者权利要求2所述 的非同步基站系统下的无线测距定位系统，其特征在于，所述RTTT过程为:第一节点发送无 线信号给第二节点，第二节点经过可测量的或固定的延迟再回发无线信号给第一节点。8. 根据权利要求5所述的非同步基站系统下的无线测距定位方法或者权利要求2所述 的非同步基站系统下的无线测距定位系统，其特征在于，N=3。
【专利摘要】本发明提供了一种非同步基站系统下的无线测距定位方法及系统，包括：在定位标签端和目标基站端分别存储各自无线信号收发时刻的时间标签；得到定位标签与目标基站之间的无线信号传播时间；各个非目标基站存储接收所述无线信号时刻的时间标签；得到目标基站分别与所述多个非目标基站之间的无线信号传播时间；得到各个非目标基站到定位标签的无线信号传播时间；得到定位标签的位置坐标。本发明中定位标签只需要与覆盖区域内任意一个目标基站完成一次RTTT测距，信号交叠区内的所有其他基站即等效于同步的完成一次距离测量，并在计算得到距离的同时减小由标签和基站时钟不同步引入的测量误差。
【IPC分类】G01S5/10
【公开号】CN105548962
【申请号】CN201510968251
【发明人】李奇, 俞晖, 张 诚
【申请人】李奇, 俞晖, 张 诚
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月21日