[发明专利]一种基于双差分双工的超宽带无线定位方法

权利要求书

1.一种基于双差分双工的超宽带无线定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：根据标签坐标刷新次数及标签总数设定时隙；

S2：主基站向每一所述标签发出广播指令，使每一所述标签确定自身时隙；

S3:每一所述标签在对应时隙内发出超宽带定位信号测距包，主基站接收所述超宽带定位信号测距包后发出超宽带定位信号同步包；

S4：每一从基站分别接收所述超宽带定位信号测距包、所述超宽带定位信号同步包，并计算接收两次信号之间的时间差Δt_k，k＝1,2,3…N，Δt_k表示第k从基站接收所述超宽带定位信号同步包与超宽带定位信号测距包的时间差；

S5：根据所述主基站坐标、每一所述从基站坐标、以及所述时间差Δt_k进行计算，得到第k+1从基站与标签之间的距离r_k+1和第k从基站与标签之间的距离r_k的差值，k＝1,2,3…N；

S6：根据步骤S5中计算出的距离差值进行TDOA解算，得到标签坐标。

2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：

S21：所述指令包括空白时隙，通过所述指令每一待定位标签随机申请所述空白时隙；

S22：通过所述指令每一未待定位的标签随机申请未被待定位标签占用的空白时隙；

S23：所述每一未待定位标签在分配空白时隙后成为待定位标签。

3.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述步骤S4进一步包括步骤S41：

通过公式计算得到Δt_k，其中：k＝1,2,3…N，c表示信号传输速度，t_0k表示主基站发送超宽带定位信号同步包至第K从基站的时间，t_k表示标签发送超宽带定位信号测距包至第k从基站的时间，r_0k表示主基站与第k从基站之间的距离，r_k表示标签与第k从基站之间的距离，ΔT表示标签与主基站发送超宽带定位信号的时间差。

4.如权利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述步骤S5包括步骤S51：

将Δt_k+1-Δt_k进行消元变化得到r_k+1-r_k＝c(Δt_k-Δt_k+1)+(r_0(k+1)-r_0k)，其中：c表示信号传输速度，r_k表示标签与第K从基站之间的距离，Δt_k表示第K从基站接收所述超宽带定位信号同步包与超宽带定位信号测距包的时间差，r_0k表示主基站与第K从基站之间的距离。

5.如权利要求4所述的定位方法，其特征在于，所述步骤S5进一步包括步骤S52：

建立二维平面定位方程组:r₂-r₁＝c(Δt₁-Δt₂)+(r₀₂-r₀₁)

r₃-r₂＝c(Δt₂-Δt₃)+(r₀₃-r₀₂)。

6.如权利要求5所述的定位方法，其特征在于，所述步骤S5进一步包括步骤S53：

建立三维立体定位方程组:r₂-r₁＝c(Δt₁-Δt₂)+(r₀₂-r₀₁)

r₃-r₂＝c(Δt₂-Δt₃)+(r₀₃-r₀₂)

r₄-r₃＝c(Δt₃-Δt₄)+(r₀₄-r₀₃)。