[发明专利]一种对非配合无线通信终端信号到达时差提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种对非配合无线通信终端信号到达时差提取方法。

背景技术

随着移动通信和移动互联网的快速发展，无线通信用户终端(例如手机、带有WIFI功能的平板电脑，笔记本电脑等，以下简称为终端或用户终端)越来越多，大多数人都会随身携带手机等无线通信终端。在一些应用场合，例如灾后对人员的搜救、抓捕犯罪嫌疑人、区域安防、反恐等需要在手机等终端非配合的状态下获取终端较为精确的位置信息,另外在建筑物内、隧道、桥梁下方等GPS信号被遮挡的环境下，终端无法通过内置的GPS接收机完成对自身的定位，也需要一些其他的手段来辅助获取自身的位置。

现有的对非配合用户终端进行定位的方法主要有以下几种：

1)当终端为移动通信手机时，运营商通过后台确定手机所在小区，进而大致确定其所在位置，然后在现场通过便携式设备接收并测量手机信号的强度，按照信号增强的原则，引导操作人员逐渐逼近手机所在位置，这个方法需要较长时间的搜索过程，才能够定位到目标手机终端；

2)当终端为移动通信手机时，可在现场通过伪基站诱发目标手机进入伪小区，然后通过测量用户手机信号的强度或者到达角度间接计算出手机的位置。通过测量手机信号强度能大致估计出目标手机和测量者之间距离，但是误差很大，利用这个信息通过多次测量来定位，定位误差也会很大。通过在不同的位置测量信号到达角并交会，也可以确定手机的位置，但是要达到较高的定位精度，需要不同测量位置之间的距离(通常被称之为基线长度)比较大，这在实际使用中非常不方便。而且角度测量需要接收机配置多个天线和接收通道，接收机的成本会比较高。

相比利用信号强度或者到达角度来定位辐射源，时差定位是一种性能良好、使用广泛的辐射源定位技术。但是时差定位需要多个接收机之间保持同步，因此在部署使用上存在困难，同步也会导致接收机的成本升高，阻碍了时差定位在对非配合无线通信终端定位方面的应用。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种对非配合无线通信终端信号到达时差提取方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种对非配合无线通信终端信号到达时差提取方法，包括以下步骤：

步骤1、目标终端信号到达接收站2和接收站1的真实时间差为：

信标信号到达接收站2和接收站1之间的真实时间差为：

上面公式中，接收站1测量得到信标信号和目标终端信号到达时间分别为T₁^ref和T₁^tar，接收站2测量得到信标信号和目标终端信号到达时间分别为和以发射时钟为基准，接收站1时钟超前发射|ΔT₁|，接收站2时钟滞后发射|ΔT₂|；表示目标终端信号到达接收站1和接收站2的时间差，表示信标信号到达接收站1和接收站2的时间差。

步骤2、修正时钟误差，得到修正后目标终端信号到达接收站2和接收站1的时差为：

ΔL₂₁为信标分别与接收站2、接收站1之间的距离的差，C为光速。

优选的，所述步骤2的具体计算方法是：信标分别与接收站2、接收站1之间的距离的差记为ΔL₂₁，

则

将(3)式代入(1)式，得到步骤2中的(4)式。

优选的，所述计算信标和目标终端信号到达N个接收站中任意两个的时间差的计算原理与步骤1原理相同，其中N≥2。

优选的，所述修正时钟误差，得到修正后目标终端信号到达N个接收站中任意两个的时间差的计算原理与步骤2原理相同，其中N≥2。。

本发明的有益效果是：本发明提出一种不需要在多个接收机之间设置有线或者无线链路，仅仅通过利用已知位置的信标发射定标信号，就可以精确测量得到终端信号到达各个接收机之间的时间差，进而确定终端位置的方法。该方法不需要接收机之间建立同步链路或者保持通视，仅要求定位区域内接收机与信标通视，系统部署要求低，同时降低了接收机的成本。

附图说明

图1是本发明利用信标的时差测量定位系统组成示意图。

图2是本发明信号发射接收时间关系图。

图3是本发明对TD-SCDMA移动通信终端定位示意图。

具体实施方式