一种地图增强封闭空间UWB基站网管控的方法与流程

本发明涉及信息网络，尤其涉及一种地图增强封闭空间uwb基站网管控的方法。

背景技术：

1、uwb技术具有高精度测距和较强抗多路径误差能力，被广泛用于室内和地下等封闭空间定位。3个以上uwb基站，组成连续运行的uwb基站网，可为基站网覆盖空间内用户持续提供三维定位服务。但是，当封闭空间内没有用户时，uwb基站网若继续整网全时运行，将出现基站、网络、平台空转现象，造成资源浪费。尤其随着建筑群内封闭空间数量增大，网络和能源无效浪费问题将更加突出。因此，如何优化管控uwb网运行，降低uwb网运行功耗成为需要解决的关键问题。

2、由于室内和地下封闭空间环境复杂，uwb基站运行容易受到异常干扰。uwb信号在金属环境中将产生较大传播误差，难以监控预报。在用户使用uwb基站网时，首先需要掌握uwb基站的健康状态。因此，如何快速生成uwb基站健康状态，完成uwb基站监控，成为uwb网监控技术的研究热点。

3、为了克服复杂建筑群uwb基站整网全时运行能耗高、封闭空间uwb基站健康站状态监控难、uwb基站调控适应能力不足等问题，需要提出一种地图增强uwb基站管控新方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种地图增强封闭空间uwb基站网管控的方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种地图增强封闭空间uwb基站网管控的方法，包括以下步骤：

4、s1，获取封闭空间内uwb基站网中各个uwb基站信息构建uwb基站信息模型，并将uwb基站划分为哨兵型基站和调控型基站；

5、s2，利用高精度地图构建uwb基站信息表,获取封闭空间与uwb基站的映射关系；

6、s3，利用高精度地图构建用户信息表，获取封闭空间与用户的映射关系；

7、s4，基于用户实时观测到的哨兵型基站或调控型基站，根据uwb基站信息表，索引得到该哨兵型基站或调控型基站的所属封闭空间代码，并将该所属封闭空间代码赋予用户；

8、s5，用户根据所属封闭空间代码，打开封闭空间内用户信息表，将用户信息加入封闭空间内用户信息表，并对该封闭空间内所有uwb基站进行用户驱动uwb基站网管控与分类分区uwb基站网管控。

9、优选的，步骤s1中所述uwb基站信息模型包括基本信息和扩展信息，所述基本信息包括编号、名称、位置坐标、运行状态和工作参数等，所述扩展信息包括所属封闭空间编码、所属空间下的合理距离范围、健康状态、业务类型和功率控制参数等。

10、优选的，步骤s2具体包括：

11、s21，依据高精度地图划分若干个封闭空间，并给每个封闭空间编码，并在每个封闭空间内配置1个哨兵型uwb基站；

12、s22，根据封闭空间编码，更新每个封闭空间内所有uwb基站的扩展信息中基站所属的封闭空间编码信息，并将每个封闭空间内的所有uwb基站汇总填入封闭空间对应的uwb基站信息表。

13、优选的，步骤s5中对uwb基站进行分类分区管理的方法具体包括以下步骤：

14、s51,定期扫描封闭空间内用户信息表，确定该封闭空间内用户个数，若用户个数大于0，则进入步骤s52；否则进入步骤s53；

15、s52，开启该封闭空间内所有调控型基站，用于用户定位服务，进入步骤s54；

16、s53，关闭该封闭空间内所有调控型基站,进入步骤s54；

17、s54，对封闭空间内用户信息表清零，回到步骤s4重新开始监测用户观测信息和用户信息表。

18、优选的，步骤s5中所述uwb基站网管控包括：读取观测距离与基站信息表中的距离范围值，判断和更新基站信息表的健康状态参数；读取观测信号强度，生成基站功率调整值。

19、优选的，所述读取观测距离与基站信息表中的距离范围值，判断和更新基站信息表的健康状态参数，具体包括：

20、对于基站u，分别计算所述基站u至边界点的距离ua、ub、uc、ud、ue、uf、ug、uh，求取距离最大值us；根据用户实测距离ds，进行下列判断和健康状态设置：

21、

22、其中，δ0为uwb测距中误差。

23、优选的，读取观测信号强度，生成基站功率调整值，具体为：若uwb可用信号强度值rssi0为-100dbm，遍历用户观测的所有uwb基站，若第i个观测基站信号强度rssii小于rssi0，则计算功率调整值dr：

24、dr＝rssi0-rssii

25、根据用户实测反馈的功率调整值，调节uwb基站功率。

26、本发明的有益效果是：

27、本发明提供了一种地图增强封闭空间uwb基站网管控的方法，该方法利用封闭空间高精度地图，挖掘了uwb基站在封闭空间内的空间关联性和服务有界性特征，实现了用户驱动的分类分区uwb基站网管理，完成了uwb基站健康监控和功率自适应调控。一方面大幅降低了uwb基站网的能源消耗，提升了uwb网运行的效率。改进了现有的整网全时运行pnt基站网管控方法，通过分类分区智能管控将基站网功率消耗最低降至1/网内基站数。

28、另一方面，实现了uwb基站工作状态自适应调整和健康状态辅助监测，克服了现有方法按照固定经验值设定基站功率的不足，提出用户驱动的基站功率自适应调控方法。按照实际用户观测信号强度和设计阈值的差值，输出功率调整值根据实际情况自适应调整基站功率，克服了现有方法难以完成稀疏基站网健康状态监控的局限，利用封闭空间有界性特征得到了基站测距合理范围，通过比较用户距离实测值判定和设置基站健康状态。

技术特征：

1.一种地图增强封闭空间uwb基站网管控的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的地图增强封闭空间uwb基站网管控的方法，其特征在于，步骤s1中所述uwb基站信息模型包括基本信息和扩展信息，所述基本信息包括但不限于编号、名称、位置坐标、运行状态和工作参数，所述扩展信息包括但不限于所属封闭空间编码、所属空间下的合理距离范围、健康状态、业务类型和功率控制参数。

3.根据权利要求1所述的地图增强封闭空间uwb基站网管控的方法，其特征在于，步骤s2具体包括：

4.根据权利要求1所述的地图增强封闭空间uwb基站网管控的方法，其特征在于，步骤s5中对uwb基站进行分类分区管理的方法具体包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的地图增强封闭空间uwb基站网管控的方法，其特征在于，步骤s5中所述uwb基站网管控包括：读取观测距离与基站信息表中的距离范围值，判断和更新基站信息表的健康状态参数；读取观测信号强度，生成基站功率调整值。

6.根据权利要求5中所述的地图增强封闭空间uwb基站网管控的方法，其特征在于，所述读取观测距离与基站信息表中的距离范围值，判断和更新基站信息表的健康状态参数，具体包括：

7.根据权利要求3所述的地图增强封闭空间uwb基站网管控的方法，其特征在于，读取观测信号强度，生成基站功率调整值，具体为：若uwb可用信号强度值rssi0为-100dbm，遍历用户观测的所有uwb基站，若第i个观测基站信号强度rssii小于rssi0，则计算功率调整值dr：

技术总结
本发明提供了一种地图增强封闭空间UWB基站网管控的方法，该方法利用封闭空间高精度地图，挖掘了UWB基站在封闭空间内的空间关联性和服务有界性特征，实现了用户驱动的分类分区UWB基站网管理，完成了UWB基站健康监控和功率自适应调控。一方面大幅降低了UWB基站网的能源消耗，提升了UWB网运行的效率。改进了现有的整网全时运行PNT基站网管控方法，通过分类分区智能管控将基站网功率消耗最低降至1/网内基站数。另一方面，实现了UWB基站工作状态自适应调整和健康状态辅助监测，克服了现有方法按照固定经验值设定基站功率的不足，提出用户驱动的基站功率自适应调控方法。

技术研发人员：李得海,秘金钟,顾志强,赵春梅,陈冲,李爽,闫俊涛,崔晓航,王维帅,黄晋峰,赵奕源
受保护的技术使用者：中国测绘科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12