[发明专利]运用广播调频信号以及相位差运算技术定位的方法

说明书

本发明提供一种定位系统，用来改良美国专利公告第7990314号使用运用广播调频信号定位地理位置的系统。本发明运用三个以上的低功率调频广播电台来实现室内或室外的二维或三维定位和寻位系统。

相关申请

本申请要求于2014年10月16日提交美国专利局、申请号为62/122,254的美国专利临时申请案的优先权，上述专利的全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明的主要目的是改良调频导引信号的相位差和频率差异导引信号的相位差以进行定位的技术。本发明也提出使用三个低功率FM(LPFM)电台，以及使用其中一个LPFM电台结合基地台的技术以实现在区域性或室内定位系统。

背景技术

在现有技术中，美国专利公告第7990314号中介绍了使用三个FM电台导引信号来定位地理位置的方法和系统。具体来说，该专利使用解频导引信号，即19KHz导引信号的相位差来决定移动单元的位置。此用于定位的技术是双曲线定位系统或叫到达时间差(TDOA)定位原理。上述前一个发明进一步提出使用介于移动单元(MU)和基地台(BS)的导引信号相位差的双重差分，以进行相对定位。再者，前发明提出使用双重差分组的三重差分来形成两线性等式以解出移动单元(MU)的相近位置(x,y)，即以微量三重差分做为参数，并以双差分组作为结果。

发明内容

本申请提供了一种使用三个区域性参考台(BS、Rc及Rd)来测量三个FM电台导引信号相位差的方法。该三个区域性参考台(BS、Rc及Rd)分别位在基本坐标(Cardinal Map)的(0,0)、(Xc,Yc)及(Xd,Yd)坐标处，其中以基地台(BS)为原点(0,0)。接着，将基地台(BS)测得相位从两个参考台(Rc及Rd)测得的相位值相减，得到两组双重相位差。然后从已知(Xc,Yc)及(Xd,Yd)两个位置乘以四个未知参数Δh₁₂、Δv₁₂、Δh₁₃及Δv₁₃以两组双重相位差为结果，可以成立四个线性等式(在美国专利第7990314号定义四参数为三重差分)可以解出四个线性等式的四个未知参数。一旦解出四个未知参数Δh₁₂、Δv₁₂、Δh₁₃及Δv₁₃，便可利用两线性等式和四个参数，用移动单元(MU)的双重差分组可作为结果，来决定移动单元(MU)的位置(x,y)。

本发明还探讨三个FM电台之间不精准导引信号(即导引信号偏离19KHz)的问题。本发明提出一个测量方法来解决由于不精准导引信号而造成相关的相位随时间移动问题。

美国专利第7990314号提出了使用三个LPFM(Low Power Frequency Modulation)电台，LPFM电台来进行区域性定位或室内定位，此LPFM电台系发送符合美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission,FCC)规范的通用频道，而用19KHz的调频导引信号。本发明更进一步将导引信号一般化成一般正弦波形来调频载波，以作区域性或室内定位的应用。同时也使用三个LPFM电台，且用其中一个LPFM电台兼作基地台以定位移动单元。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1为BS和MU相位差与双重相位差分的示意图。