[发明专利]一种基于非扩频无线通信系统的定位授时方法

权利要求书

1.一种基于非扩频无线通信系统的定位授时方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)信号收发双方建立通信链接后，请求方分别向每个被请求方发送测量请求信号；所述的被请求方大于等于三个；

(2)每个被请求方接收到测量请求信号后，在资源允许的情况下，分别向请求方发送应答信号，应答信号中包含应答信号的发送时间，即应答信号发送时间戳；

(3)请求方接收到每个被请求方的应答信号后分别记录每个应答信号的到达时刻，即应答信号到达时间戳，并在资源允许的情况下，分别向每个被请求方发送反馈信息，该反馈信息中包含反馈信息的发送时间，即反馈信息发送时间戳；其中，反馈信息发送时间戳加载在靠近物理层的MAC层，或直接加载在物理层；

(4)每个被请求方接收到反馈信息后，分别记录反馈信息的到达时刻，即反馈信息接收时间戳，并分别向请求方发送延迟反馈信息，所述延迟反信息携带有反馈信息接收时间戳；

(5)请求方在接收到每个被请求方的延迟反馈信息后，利用与每个被请求方的应答信号发送时间戳、应答信号到达时间戳、反馈信息发送时间戳和反馈信息接收时间戳计算请求方和每个被请求方之间的时间差ΔT和距离r；

其中，请求方和每个被请求方之间的时间差ΔT和距离r计算公式如下：

式中，分别为请求方和每个被请求方两个节点的发送接收时延，通过高精度的时延标校技术标记得到；r₁、r₂为应答信号和反馈信息所传输的距离，c为光速；与光速相比节点移动速度可忽略，设应答信号和反馈信息所经过的路径是对称的，将上面两个式子做差得到请求方和每个被请求方之间的时间差ΔT，求和得到请求方和每个被请求方之间的距离r；

(6)根据请求方和每个被请求方之间的时间差ΔT和距离r计算请求方的相对或绝对位置信息；

完成基于非扩频无线通信系统的定位授时。

2.根据权利要求1所述的一种基于非扩频无线通信系统的定位授时方法，其特征在于，其中步骤(6)中请求方的相对或绝对位置信息计算方式如下：

请求方的定位算法通过求解以下方程组：

式中，[x,y,z]^T为请求方的位置坐标向量，[x⁽ⁱ⁾,y⁽ⁱ⁾,z⁽ⁱ⁾]^Ti＝1,2…n为被请求方位置坐标，被请求方的位置为已知位置，r₁、r₂、···r_n为请求方和每个被请求方之间的距离，n为被请求方的个数；

其中，每一个方程式对应于请求方与一个被请求方的距离测量值，在上述整个方程组中，若各被请求方的位置坐标值[x⁽ⁱ⁾,y⁽ⁱ⁾,z⁽ⁱ⁾]^Ti＝1,2…n由节点事先测量或部署在位置已知的地方，则请求方获得的为绝对位置；若各被请求方的位置坐标值由各基准节点自行组成坐标系，[x⁽ⁱ⁾,y⁽ⁱ⁾,z⁽ⁱ⁾]^Ti＝1,2…n代表各基准节点在独立坐标系中的位置，则请求方获得的是相对位置。

3.根据权利要求1所述的一种基于非扩频无线通信系统的定位授时方法，其特征在于，请求方和被请求方的时钟源使用外接或内置原子钟、高稳晶振。

4.根据权利要求1所述的一种基于非扩频无线通信系统的定位授时方法，其特征在于，步骤(2)和(4)中的应答信号发送时间戳和反馈信息发送时间戳在MAC层或物理层进行标记。

5.根据权利要求1所述的一种基于非扩频无线通信系统的定位授时方法，其特征在于，步骤(3)和(4)中的应答信号到达时间戳和反馈信息接收时间戳使用高频采样装置并结合插值滤波器进行标记。