[发明专利]基于TDOA定位的通道时延误差消除方法

摘要

一种基于TDOA定位的通道时延误差消除方法，解决监测节点通道时延差对TDOA测量值的干扰使得定位结果误差偏大的问题。该方法的步骤是：用时钟同步设备GPS对接收机进行时钟同步；接收机收到定位网络管理中心的定位指令后，在同一时刻对被监测信号打时标；同时，监测节点数字单元存储AD采样信号；监测节点将AD采样信号发送到管理中心，由管理中心统计接收机的通道时间延迟差；管理中心根据GCC法计算总的时间延迟差；管理中心利用总的时间延迟差和通道时间延迟差计算出空中传输时延差；管理中心根据空中传输时间延迟差对目标节点进行定位。本发明可减少通道时延差对时间延迟估计带来的误差，提高网络定位精度。

主权项

一种基于TDOA定位的通道时延误差消除方法，其具体实现步骤包括如下：(1)记录同步误差：FPGA从装在n个监测节点上的n个GPS仪器上分别解析各自记录的时间，确定误差在15ns之内，实现n个监测节点之间的精确时间同步；(2)处理被检测信号：n个监测节点的数字单元将被监测信号存储为AD采样信号，同时对该AD采样信号打时标；打时标的方法是在收到定位网络管理中心对其发送的定位指令后，n个监测节点的数字单元在同一时刻发送控制信号给监测节点通道入口的电子开关，电子开关收到控制信号后，打开通道，通道中形成信号上升沿，将通道中接收到的信号上升沿形成较为稳定波形的时刻记录为打上时标的时刻；(3)计算通道时延差：将所有监测节点的AD采样信号送入定位网络管理中心，定位网络管理中心计算信号中所添加时间标志之间的时间差，以获得n个监测节点的通道之间时间延迟差；(4)计算总时延差：定位网络管理中心利用广义相关GCC法计算AD采样信号之间由被监测信号的空中传输延迟差，通道时间延迟差，同步误差组成的总的时间延迟差；(5)消除通道时延差：用步骤(4)中获得的总时间延迟差减去步骤(3)中获得的通道时间延迟差，得到空中传输延迟差；(6)定位阶段：定位网络管理中心根据步骤(5)中计算所得的空中传输延迟差，利用TDOA方法对目标节点进行定位，得到目标节点的坐标。