终端定位方法、装置、设备及存储介质与流程

本技术涉及无线通信，特别是涉及一种终端定位方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、基于第五代移动通信技术(5th generation mobile communicationtechnology，5g)的定位技术是一种新兴的无线定位技术，可以实现室内区域5g终端的高精度定位，以解决基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system，gnss)的定位技术在室内不可用的问题。由于5g基站作为一种基础性公共通信设施已在室内广泛部署，通过5g基站进行5g终端定位，具有成本低和覆盖范围广的优势。

2、相关技术中，5g基站可以测量5g终端上行信号的到达时间差(time differenceof arrival，tdoa)，随后使用5g基站自身的位置和姿态信息以及tdoa的测量信息进行5g终端的位置估计。由于室内电磁波传播环境比较复杂，可能存在多径传播和非视距(non-line-of-sight，nlos)传播，从而显著降低5g基站的tdoa测量精度。在当前的定位算法中，通常将多径传播和nlos传播导致的tdoa测量偏差建模为测量噪声，从而在一定程度上降低多径传播和nlos传播对定位精度的影响。

3、然而，仅仅将多径传播和nlos传播导致的tdoa测量偏差建模为测量噪声，无法实现高精度的定位，并且也没有考虑由tdoa偏差不精确补偿引入的tdoa测量偏差。因此，当前的终端定位方法的定位精度不高。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高终端定位精度的终端定位方法、装置、设备及存储介质。

2、第一方面，本技术提供了一种终端定位方法。所述方法包括：

3、获取终端在当前时刻的当前信号测量数据；

4、根据所述当前信号测量数据和状态空间模型，确定所述终端在当前时刻所在的区域，所述状态空间模型包括定位状态子模型和定位观测子模型，所述定位状态子模型用于表征所述终端在当前时刻的定位数据与所述终端在上一时刻的定位数据之间的关联关系，所述定位观测子模型用于表征同一时刻的信号测量数据和所述终端的位置数据之间的关联关系；

5、根据所述终端在当前时刻所在的区域，建构局部无线地图，所述局部无线地图中包括多个定位点的数据，每个定位点的数据中均包括该定位点的设定信号测量数据和该定位点的位置数据；

6、分别计算所述当前信号测量数据和各个定位点的设定信号测量数据之间的信号相似性；

7、根据所述信号相似性，确定所述终端在当前时刻的位置数据。

8、在其中一个实施例中，所述根据所述当前信号测量数据和状态空间模型，确定所述终端在当前时刻所在的区域，包括：

9、将所述终端在上一时刻的定位数据输入所述定位状态子模型，得到所述终端在当前时刻的候选定位数据，所述候选定位数据中包括候选位置数据；

10、将所述候选位置输入所述定位观测子模型，得到所述候选位置对应的信号测量数据；

11、根据所述候选位置对应的信号测量数据、所述当前信号测量数据以及观测噪声的协方差矩阵，得到所述终端在所述候选位置的概率；

12、根据所述终端在所述候选位置的概率，以及各所述候选位置的上一时刻的权重，更新所述候选位置在当前时刻的权重；

13、根据更新后的权重，对所述候选位置进行滤波，得到所述终端在当前时刻的候选位置集；

14、根据所述候选位置集，确定所述终端在当前时刻所在的区域。

15、在其中一个实施例中，所述根据所述信号相似性，确定所述终端在当前时刻的位置数据，包括：

16、确定出所述当前信号测量数据与所述设定信号测量数据之间的信号相似性最高的定位点；

17、将所述信号相似性最高的定位点的位置数据，确定为所述终端在当前时刻的位置数据。

18、在其中一个实施例中，所述根据所述终端在当前时刻所在的区域，建构局部无线地图，包括：

19、在无线定位数据集中，确定出位于所述终端在当前时刻所在的区域的定位点；

20、根据所述位于所述终端在当前时刻所在的区域的定位点的数据，构建所述局部无线地图。

21、在其中一个实施例中，所述定位数据中包括位置信息和速度信息；所述位置信息包括所述终端的天线相位中心在直角坐标系中的二维位置坐标，所述速度信息包括所述终端在所述直角坐标系的多个轴上的速度分量。

22、在其中一个实施例中，所述定位状态子模型，用于根据所述终端在当前时刻的定位数据、所述当前时刻的状态转移矩阵、所述当前时刻的噪声输入矩阵和所述当前时刻的状态噪声矢量，确定所述终端在上一时刻的定位数据。

23、在其中一个实施例中，所述定位观测子模型，用于根据所述终端在当前时刻的为位置信息和所述当前时刻的总观测噪声，确定所述终端在上一时刻的信号测量数据。

24、在其中一个实施例中，所述信号测量数据包括所述终端与至少一个基站之间的到达时间差观测矢量。

25、第二方面，本技术还提供了一种终端定位装置。所述装置包括：

26、获取模块，用于获取终端在当前时刻的当前信号测量数据；

27、处理模块，用于根据所述当前信号测量数据和状态空间模型，确定所述终端在当前时刻所在的区域，所述状态空间模型包括定位状态子模型和定位观测子模型，所述定位状态子模型用于表征所述终端在当前时刻的定位数据与所述终端在上一时刻的定位数据之间的关联关系，所述定位观测子模型用于表征同一时刻的信号测量数据和所述终端的位置数据之间的关联关系；根据所述终端在当前时刻所在的区域，建构局部无线地图，所述局部无线地图中包括多个定位点的数据，每个定位点的数据中均包括该定位点的设定信号测量数据和该定位点的位置数据；

28、定位模块，用于分别计算所述当前信号测量数据和各个定位点的设定信号测量数据之间的信号相似性；根据所述信号相似性，确定所述终端在当前时刻的位置数据。

29、在其中一个实施例中，所述处理模块，具体用于将所述终端在上一时刻的定位数据输入所述定位状态子模型，得到所述终端在当前时刻的候选定位数据，所述候选定位数据中包括候选位置数据；将所述候选位置输入所述定位观测子模型，得到所述候选位置对应的信号测量数据；根据所述候选位置对应的信号测量数据、所述当前信号测量数据以及观测噪声的协方差矩阵，得到所述终端在所述候选位置的概率；根据所述终端在所述候选位置的概率，以及各所述候选位置的上一时刻的权重，更新所述候选位置在当前时刻的权重；根据更新后的权重，对所述候选位置进行滤波，得到所述终端在当前时刻的候选位置集；根据所述候选位置集，确定所述终端在当前时刻所在的区域。

30、在其中一个实施例中，所述定位模块，具体用于确定出所述当前信号测量数据与所述设定信号测量数据之间的信号相似性最高的定位点；将所述信号相似性最高的定位点的位置数据，确定为所述终端在当前时刻的位置数据。

31、在其中一个实施例中，所述处理模块，具体用于在无线定位数据集中，确定出位于所述终端在当前时刻所在的区域的定位点；根据所述位于所述终端在当前时刻所在的区域的定位点的数据，构建所述局部无线地图。

32、在其中一个实施例中，所述定位数据中包括位置信息和速度信息；所述位置信息包括所述终端的天线相位中心在直角坐标系中的二维位置坐标，所述速度信息包括所述终端在所述直角坐标系的多个轴上的速度分量。

33、在其中一个实施例中，所述定位状态子模型，用于根据所述终端在当前时刻的定位数据、所述当前时刻的状态转移矩阵、所述当前时刻的噪声输入矩阵和所述当前时刻的状态噪声矢量，确定所述终端在上一时刻的定位数据。

34、在其中一个实施例中，所述定位观测子模型，用于根据所述终端在当前时刻的为位置信息和所述当前时刻的总观测噪声，确定所述终端在上一时刻的信号测量数据。

35、在其中一个实施例中，所述信号测量数据包括所述终端与至少一个基站之间的到达时间差观测矢量。

36、第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面所述的终端定位方法。

37、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的终端定位方法。

38、第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的终端定位方法。

39、上述终端定位方法、装置、设备及存储介质，首先获取终端在当前时刻的当前信号测量数据，并根据当前信号测量数据和状态空间模型确定终端在当前时刻所在的区域，状态空间模型包括定位状态子模型和定位观测子模型，定位状态子模型用于表征终端在当前时刻的定位数据与终端在上一时刻的定位数据之间的关联关系，定位观测子模型用于表征同一时刻的信号测量数据和终端的位置数据之间的关联关系。其次，根据终端在当前时刻所在的区域，建构局部无线地图，局部无线地图中包括多个定位点的数据，每个定位点的数据中均包括该定位点的设定信号测量数据和该定位点的位置数据。再次，分别计算当前信号测量数据和各个定位点的设定信号测量数据之间的信号相似性。最后，根据信号相似性，确定终端在当前时刻的位置数据。由于不同位置处的信号测量数据的偏差具有较高的稳定性，因此，通过当前时刻信号测量数据与所构建的局部高精度无线地图进行匹配得到定位数据，从而可以避免信号测量数据的偏差对定位结果的影响，提高了定位精度。