[发明专利]无线测距的方法、无线测距和定位的方法、设备及系统

权利要求书

1.一种无线测距的方法，固定节点和定位终端之间通过无线方式通信，其特征在于，包括以下步骤：

固定节点根据第一调制信号进行线性调频，生成载波频率为第一频率的查询信号，将所述查询信号发送给定位终端；

定位终端根据接收到的所述查询信号向固定节点返回定位响应信号，所述定位响应信号是通过将所述查询信号的载波频率搬移到第二频率生成的；

固定节点根据所述查询信号和接收到的所述定位响应信号，计算所述查询信号在固定节点和定位终端之间的传播时间，并根据所述传播时间计算其与定位终端之间的距离。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述查询信号在固定节点和定位终端之间的传播时间包括：

对所述定位响应信号进行解调，得到响应调制信号；

将所述第一调制信号和所述响应调制信号进行比较，得到两信号之间的差值信号；

对所述差值信号进行包络检测，得到所述差值信号的峰值d_peak；

根据Δt＝d_peak/(2k_f·α)-τ，计算所述查询信号在固定节点和定位终端之间的传播时间，其中，k_f表示所述查询信号的调频斜率，α表示所述第一调制信号幅度变化和所述查询信号频率变化之间的比例关系，τ表示所述固定节点对所述查询信号进行发送处理、对所述定位响应信号进行接收处理，和所述定位终端对所述查询信号进行接收处理、对所述定位响应信号进行发送处理的信号处理时延。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述查询信号在固定节点和定位终端之间的传播时间包括：

将所述定位响应信号的载波频率搬移到第一频率，得到对比信号；

比较所述查询信号和对比信号的频率差值，得到两信号之间的差频信号，并获取所述差频信号的峰值Δf_peak；

根据Δt＝Δf_peak/2k_f-τ，计算所述查询信号在固定节点和定位终端之间的传播时间，其中，k_f表示所述查询信号的调频斜率，τ表示所述固定节点对所述查询信号进行发送处理、对所述定位响应信号进行接收处理，和所述定位终端对所述查询信号进行接收处理、对所述定位响应信号进行发送处理的信号处理时延。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一调制信号为锯齿波或三角波信号。

5.一种无线测距和定位的方法，其特征在于，包括测距步骤和定位步骤，

所述测距步骤包括：

固定节点根据第一调制信号进行线性调频，生成载波频率为第一频率的查询信号，将所述查询信号发送给定位终端；

定位终端根据接收到的所述查询信号向固定节点返回定位响应信号，所述定位响应信号是通过将所述查询信号的载波频率搬移到第二频率生成的；

固定节点根据所述查询信号和接收到的所述定位响应信号，计算所述查询信号在固定节点和定位终端之间的传播时间，并根据所述传播时间计算其与定位终端之间的距离。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述定位步骤包括：

固定节点将计算得到的其与定位终端之间的距离发送给定位中心；

定位中心根据接收到的多个固定节点对于同一个定位终端进行测距计算的结果和预先存储的固定节点的位置坐标，利用定位算法计算得到该定位终端的位置坐标。

7.一种固定节点，其特征在于，包括：

查询信号生成单元，用于根据第一调制信号进行线性调频，生成载波频率为第一频率的查询信号；

查询信号发送单元，用于将所述查询信号发送出去；

响应信号接收单元，用于接收定位终端发送的定位响应信号，所述定位响应信号是定位终端通过将其接收到的查询信号的载波频率搬移到第二频率生成的；

测距单元，用于根据所述查询信号和接收到的所述定位响应信号，计算所述查询信号在固定节点和定位终端之间的传播时间，并根据所述传播时间计算其与定位终端之间的距离。