1.一种基于5g-nr-csi的测距测角联合三维定位方法,应用环境:基站集合为{bi|i=1,…,i},基站配备阵元数目为m×n的平面均匀阵列天线,天线均为固定状态不可移动或转动,所有基站可发射接收5g nr信号并完成用户间的通信;
2.根据权利要求1所述的一种基于5g-nr-csi的测距测角联合三维定位方法,其特征在于:在步骤一中,建立系统坐标系用于描述位置信息及空间位置关系;系统坐标系直接使用符合习惯的当地地理坐标系,即x轴指向东向,y轴指向北向,z轴指向天顶,基站bi在系统坐标系下的位置坐标为wbi=[xbi,ybi,zbi]t;
3.根据权利要求1所述的一种基于5g-nr-csi的测距测角联合三维定位方法,其特征在于:在步骤二中,待定位用户发射符合3gpp标准协议的5g nr信号,在信号帧中配置用于提取csi的参考信号,i个配备平面均匀阵列天线的5g基站接收该用户发射的信息,每个基站分别完成小区搜索、频率偏差纠正、时间同步的信号盲处理后,对接收信号进行ofdm解调,通过资源栅格上参考信号所在资源块与已知的发射信息比较,获取在r个子载波上的csi信息。
4.根据权利要求1或3所述的一种基于5g-nr-csi的测距测角联合三维定位方法,其特征在于:在步骤二中,对csi分析并得到测角测距结果的过程对此i个基站相同;
5.根据权利要求4所述的一种基于5g-nr-csi的测距测角联合三维定位方法,其特征在于:在步骤三中,将完成三维来波方向的估计,取平面阵列天线的x轴方向和z轴方向的两个均匀线性阵列组合,即阵元(1,1),…,(m,1),(1,2),…,(1,n),成为新的l型阵列天线,仅使用l型阵列天线所接收的信号进行分析;
6.根据权利要求1或5所述的一种基于5g-nr-csi的测距测角联合三维定位方法,其特征在于:在步骤三中,从csi向量h中,从第1+(q-1)ps个元素起始,连续提取长度为ps×pa个元素,形成子向量xq,q=1,2…,q,将所有子向量按列排列成新的矩阵x=[x1,x2,…,xq];从导向矢量sk中提取起始元素为1、长度相同的连续元素的子向量,得到导向向量为保证music算法的正确性,子向量长度取值ps=m+n-1,pa∈n+,使x矩阵各列信息所对应的导向向量相同。
7.根据权利要求6所述的一种基于5g-nr-csi的测距测角联合三维定位方法,其特征在于:在步骤三中,使用music算法,计算x矩阵的协方差矩阵rx=xxh,并对rx矩阵特征值分解,提取噪声子空间的特征向量vn=[vk+1,…,vm+n-1];由噪声子空间的特征向量与导向向量的正交性,构建空间谱函数
8.根据权利要求7所述的一种基于5g-nr-csi的测距测角联合三维定位方法,其特征在于:在步骤四中,设置搜索序列中心点搜索序列范围搜索序列步长则搜索序列为
9.根据权利要求1所述的一种基于5g-nr-csi的测距测角联合三维定位方法,其特征在于:在步骤五中,设计测角测距联合定位算法,通过i个基站测量的方位角、天顶角、时间延迟组基于最小二乘法完成定位估计;
10.根据权利要求9所述的一种基于5g-nr-csi的测距测角联合三维定位方法,其特征在于:在步骤五中,在多基站定位场景中,利用待测用户坐标wu=[xu,yu,zu]t与基站测量的方向向量ugi、距离li,建立方程组