[发明专利]一种基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法

权利要求书

1.一种基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法，基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法包括根据CHAN算法进行三维室内粗定位，得到基站采集TOA数据，预处理TOA数据，根据LS算法消除多路径误差，其特征在于：基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法还包括：

(1)建立基站加权投票估值模型,建立度量值拆分模型，根据所述度量值拆分模型拆分出真实时延模型，噪声时延模型及干扰时延模型，建立机器学习度量微调模型，建立精确多点三维定位模型；

所述建立基站加权投票估值模型包括：

(ⅰ)根据所述TOA数据，估计各个基站的定位区域；

(ⅱ)计算各个基站定位区域坐标，依据各基站定位区域交叉程度定义定位区域权值；

(ⅲ)保存所定位区域权值，完成建模；

(2)根据步骤(1)所述精确多点三维定位模型，建立定位精度与参数关系的模型，用于量化分析定位精度与参数关系变化；依据所述定位精度与参数关系模型建立精确三维定位优化模型；将所述精确三维定位优化模型应用于步骤(1)中精确多点三维定位模型得出终端的精确坐标，优化所述终端精确坐标，优化过程包括求解完成最优三维定位精度的最小基站数量建立精确三维定位优化模型；

(3)根据步骤(1)中所述精确多点三维定位模型建立改进终端运动轨迹定位模型，完成运动终端轨迹定位；所述建立改进终端运动轨迹定位模型包括计算得出定位标识图，两个相邻点的干扰系数和噪声分布相似度大于相似度阈值，判断两个点为真正相邻点，于真正相邻点中间的通信间隙进行插值；根据改进终端运动轨迹定位模型进行轨迹定位运算，完成运动轨迹定位；

所述轨迹定位运算步骤如下：

(A).根据CHAN算法对所有终端轨迹上的坐标进行精确定位，确定最外围端点坐标；

(B).设置终端坐标存储栈，将起始点入栈；

(C).根据步骤(B)，设置步骤(B)中外围端点为起始点，计算起始点噪声及干扰场；根据噪声干扰数据定位噪声干扰相似距离相近坐标点，将噪声干扰相似距离相近坐标点入栈，根据栈顶5点判断运动方向正确性，正确时重复步骤(C)，不正确时进入步骤(D)；

(D).将栈顶终端坐标点出栈，执行步骤(E)；

(E).所有端点执行完毕结束，进入步骤(3)，所有端点未执行完毕则返回步骤(C)。

2.根据权利要求1所述的基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法，其特征在于：所述基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法还包括根据滑动窗口算法对局部异常部分的位点进行还原处理，所述还原处理包括将原时延模型进行拆解以及将基站采集TOA数据模块化为TOA数据段，识别出相应的受干扰TOA数据区段，整体还原为步骤(1)所述的真实时延模型，剔除时延干扰，计算终端精确的运算轨迹。

3.根据权利要求1或2所述的基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法，其特征在于：所述方法还包括根据步骤(2)中精确三维定位优化模型对各个终端进行筛选，定位终端，计算终端与基站之间的距离，验证终端定位的准确性；

①.建立基站间连接信任度模型,用于表征基站之间的协同定位度，包括：

任意两基站以它们之间的距离表征基站信任度，基站彼此信任度值为：

其中，数据集中范围为200m，ζ为0-1；

②.建立虚拟基站模型，用于量化基站有效测量范围及基站采集TOA数据信任度，所述建立虚拟基站模型过程包括：

基站采集TOA数据可信度及最终定位精度，以基站为圆心，设置一个表征基站可测范围的同心圆，所述基站采集TOA数据的可信程度由圆心指向圆周方向逐渐变小，所述基站采集TOA数据信任度为：

其中；为0-1；

③建立基于基站信任度模型及虚拟基站模型的终端定位模型，根据所述基于基站信任度模型及虚拟基站模型的终端定位模型计算终端坐标精确度，根据终端坐标精确度映射信号干扰比值SINR的地域差异，根据信号干扰比值SINR的地域差异使用上位机计算出三维信号干扰比值SINR的地域差异；d为终端到基站的直线距离。