[发明专利]一种多基站空间定位方法和系统

权利要求书

1.一种多基站空间定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、分别测得空间中每两个基站的相对位置；各个基站的坐标系方向相同时，通过待定位设备在每两个相邻基站的坐标来获取这两个相邻基站的位置；

所述空间中各个基站之间的坐标系互相有倾角时，待定位设备在两个基站中的坐标分别为(x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)，两个基站相对于大地坐标系的倾角分别为(α₁，β₁，γ₁)和(α₂，β₂，γ₂)，则可求得其中一个基站相对于另一个基站的旋转角(α,β,γ)＝(α₂-α₁,β₂-β₁,γ₂-γ₁)，得到一个基站相对于另一个基站的坐标(x₀,y₀,z₀)；

S2、建立空间坐标系，得到空间中每个基站在空间坐标系中的坐标；

S3、根据待定位设备在空间中某个基站坐标系中的坐标，得到待定位设备在空间中任一基站坐标系中的坐标及空间坐标系中的绝对坐标。

2.根据权利要求1所述的多基站空间定位方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

S11、分别测得同一待定位设备分别在相邻两个基站坐标系中的坐标；

S12、通过坐标转换得到其中一个基站坐标系与另一个基站坐标系的转换关系；

S13、重复步骤S11至S12，得到空间中每相邻两个坐标系的相对位置。

3.根据权利要求2所述的多基站空间定位方法，其特征在于，所述空间中多个定位基站对应的基站坐标系各轴方向相同，通过平移计算得到空间中每两个基站坐标系的相对位置。

4.根据权利要求1所述的多基站空间定位方法，其特征在于，所述步骤S1中一个基站相对于另一个基站的坐标(x₀,y₀,z₀)可由下式求得：

5.根据权利要求2或4所述的多基站空间定位方法，其特征在于，所述测得同一待定位设备在相邻两个基站坐标系中的坐标的方法具体包括：

通过超声波测距方法测得待测点到基站坐标系坐标原点的距离；

通过旋转平面激光扫描测角方法，分别测得待测点与基站坐标系中两条坐标轴的垂直线与所述两条坐标轴组成平面的夹角；

计算得出待测点在基站坐标系中的坐标。

6.根据权利要求1所述的多基站空间定位方法，其特征在于，所述步骤S2中，以空间中其中一个基站为坐标原点，建立空间坐标系，所述空间坐标系与该基站坐标系重合。

7.一种多基站空间定位系统，其特征在于，包括至少两个用于发送定位信号的定位基站和至少一个接收定位信号的待定位设备，所述每个定位基站都设有基站坐标系，所述空间内设有空间坐标系，所述至少两个定位基站在空间中的信号覆盖区域相互重叠且不完全重合，所述待定位设备通过权1所述的多基站空间定位方法得到在空间中任一基站坐标系中的坐标及空间坐标系中的绝对坐标。

8.根据权利要求7所述的多基站空间定位系统，其特征在于，所述定位基站包括两个，所述两个定位基站分别位于空间的前方和后方，定位信号相对发送，信号覆盖区域相互重叠且不完全重合。

9.根据权利要求7所述的多基站空间定位系统，其特征在于，所述定位基站包括三个，所述三个定位基站中两个位于空间后方、一个位于空间前方，或两个位于空间前方、一个位于空间后方；所述三个基站的定位信号相对发送，信号覆盖空间相互重叠且不完全重合。

10.根据权利要求7所述的多基站空间定位系统，其特征在于，所述至少两个定位基站，其中一个定位基站为主基站，其余定位基站为从基站，以主基站的基站坐标系作为空间坐标系。