[发明专利]多径环境下基于信号传播路径推算的无线定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线定位技术领域。更具体地，涉及一种多径环境下基于信号传播路径推算的无线定位方法。

背景技术

在现今室内定位和微蜂窝小区定位技术中，由于建筑物阻挡的原因，无线信号受到严重的多径传播的影响，而传统的定位技术大多是基于视距直射信号的，因此定位性能受到严重制约。目前常见的解决方法如误差抑制算法、指纹定位方法等，有的只能对测量值进行适度优化，定位性能较差，有的能获得较好的效果，但需要大量的数据测量或统计计算过程。针对信号一次反射情况，已提出了一种解决方法，虚拟移动台位置线定位法(LineofPossibleMobileDevice,LPMD)，但它只针对信号一次反射占主导的情况，在信号多次反射占主导的情况下无法实现准确定位。

因此，需要提供一种多径环境下基于信号传播路径推算的无线定位方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多径环境下基于信号传播路径推算的无线定位方法，利用信号的发射角度和传播距离，在地理信息系统GIS的辅助下对信号传播路径进行推算，从而对移动台进行定位，消除了多径传播对定位性能的影响。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种多径环境下基于信号传播路径推算的无线定位方法，该方法包括如下步骤：

S1、基站广播无线信号；

S2、移动台接收到无线信号后向基站发出定位请求；

S3、基站借助地理信息系统GIS对移动台进行基于信号传播路径推算的无线定位，并将定位结果发送至移动台。

优选地，步骤S3中基站借助地理信息系统GIS对移动台进行基于信号传播路径推算的无线定位进一步包括如下子步骤：

S3.1、获取二维坐标系下基站和移动台之间的多条信号传播路径和各条信号传播路径的参数；

S3.2、设i＝1，并将基站作为第0反射点，第j条信号传播路径的无线信号发射角度θ_j,0作为第0反射点的反射角度，j＝1,2,…,n，n为信号传播路径的数量；

S3.3、将第j条信号传播路径与该信号传播路径上第i个出现的障碍物的交点作为第j条信号传播路径上第i反射点，根据信号直线传播路段方程获取第j条信号传播路径上第i反射点的位置；

S3.4、计算第j条信号传播路径上第i-1反射点至第i反射点的路段长度，并计算第j条信号传播路径的累计路段长度；

S3.5、比较第j条信号传播路径的累计路段长度与路径传播距离：

当累计路段长度小于路径传播距离时，取i＝i+1，转入步骤S3.3；

当累计路段长度大于等于路径传播距离时，计算得到移动台位置；

S3.6、将得到的n个移动台位置进行加权平均，得到定位结果。

优选地，各条信号传播路径的参数包括：基站位置(x_j,0,y_j,0)；第j条信号传播路径的无线信号发射角度θ_j,0；第j条信号传播路径的传播时延t_j；第j条信号传播路径的信号传播距离d_j，d_j＝ct_j，c为信号传播速度。

优选地，步骤S3.3中信号直线传播路段方程为：

y＝(x-x_j,i-1)tanθ_j,i-1+y_j,i-1

式中，x_j,i-1、y_j,i-1分别为第j条信号传播路径上第i-1反射点的x、y轴坐标，θ_j,i-1为第j条信号传播路径上第i-1反射点的反射角度。

优选地，步骤S3.4中计算第j条信号传播路径上第i-1反射点至第i反射点的路段长度的公式为：