[发明专利]利用邻站测距辅助测角的非直达波定位方法

说明书

技术领域

本发明属无线通信基站网络的目标定位范畴，涉及非直达波传播环境中通过测量多站到目标之间的距离获取目标位置信息的方法。

背景技术

以无线通信基站网络为基础设施获取目标或用户的位置信息在无线通信增值业务、无线通信网络优化和安全方面具有十分重要的价值。影响目标定位精度的因素包括定位参数测量系统引入的定位误差和无线通信环境中非直达波传播效应导致的定位误差。虽然无线通信基站网络为实现目标或用户自动定位功能提供了现成的基础设施，但复杂的无线电传播环境常常使传统的定位技术遇到很大的挑战。

为抑制非直达波传播导致的定位估计精度恶化问题，一般采用两类方法，一类方法是在常规定位方法的基础上进行改进，例如，基于直达波参数重建的定位方法、残差加权方法、误差校正方法等；另一类方法是发展新的非直达波精确定位理论和算法，例如，数据库相关定位方法、基于双向信道参数测量的定位方法、基于散射信息的定位算法等。要达到抑制非直达波传播对目标定位性能影响的目的，前一类方法不是需要对较大范围内运动的目标进行较长时间的多次测量就是需要较多的基站测量提供关于目标位置的冗余信息，后一类方法则严重的依赖定位系统对移动通信无线传播环境信息的了解程度。上述前提条件大大限制了这些方法的应用，使非直达波传播环境中的精确定位受到制约。

本发明的目的是提供一种在非直达波传播环境中高精度的确定目标位置信息的方法，改善通过测量多站到目标之间的距离获取目标位置信息的定位系统在非直达波传播情况下的定位精度和稳健性。本方法只需要目标和主站、邻站之间的一次测距结果，并且不要求定位系统知道移动通信无线传播环境的细节信息就能达到抑制非直达波传播对目标定位性能影响的目的。

本发明的目的是这样达到的：一种利用邻站测距辅助测角的非直达波定位方法，其特征在于：利用主站的测距结果和角度搜索范围确定目标位置的搜索范围，在目标位置搜索范围内，计算每个候选目标与邻站之间的距离估计，通过比较距离估计与邻站的测距结果之间的差值，确定角度搜索范围内的每个角度的代价，根据最小代价对应的角度确定目标相对于主站的测角结果，最后利用主站测距结果和利用邻站测距结果得到的测角结果确定目标的位置。根据这种方法所实施的具体步骤是：

首先，确定主站和N个邻站的测距结果和角度搜索范围、每个搜索角度；

其次，根据主站的测距结果和每个搜索角度，确定候选的目标位置；

根据候选的目标位置确定候选的目标与N个邻站之间的距离估计；

然后，确定N个邻站的测距结果与距离估计之间的差值；

确定角度搜索范围内的每个角度的代价；

根据角度搜索范围内代价的最小值确定测角结果；

最后，根据主站的测距结果和邻站测距辅助的测角结果确定目标。

设目标位于[x₀，y₀]，主站位于坐标原点，目标与主站之间的距离为r₀，第n个邻站的坐标为[x_n，y_n]，目标与邻站之间的距离为r_n，n＝1，2，...，N，确定的主站和N个邻站的测距结果是n＝0，1，2，...，N；确定角度搜索范围是0°到360°之间。