[发明专利]一种定位系统中测量Tof和Tdoa的方法

权利要求书

1.一种定位系统中测量Tof和Tdoa的方法，所述定位系统包含需要定位的标签以及至少三个锚节点，所述锚节点包含至少一个与标签保持连接的通信锚节点以及至少两个监听锚节点，其特征在于，所述测量Tof和Tdoa的方法包括以下步骤：

步骤1），发起通信锚节点与标签的一次请求-响应式通信：

步骤1.1），通信锚节点发出请求数据包；

步骤1.2），标签和各个监听锚节点接收通信锚节点发出的请求数据包；

步骤1.3），标签发出响应数据包；

步骤1.4），通信锚节点和各个监听锚节点接收标签发出的响应数据包；

步骤2），在通信锚节点与标签的请求-响应式通信的过程中，对标签接收请求数据包到发送响应数据包的时间进行设定或测量；

步骤3），在通信锚节点与标签的请求-响应式通信的过程中进行以下测量：通信锚节点发出请求数据包到接收到响应数据包的时间、每个监听锚节点接收通信锚节点发送的请求数据包到接收标签发送的响应数据包的时间；

步骤4），根据各个锚节点的地理坐标或各个锚节点之间的距离，计算通信锚节点到标签的传播时间和响应数据包从标签到各个监听锚节点的传播时间，同时生成所述标签发送的响应数据包到任意两个锚节点之间的传播时间差。

2.根据权利要求1所述的定位系统中测量Tof和Tdoa的方法，其特征在于，步骤4）中所述通信锚节点到标签的传播时间的计算方法如下：

通信锚节点到标签的传播时间=（通信锚节点发出请求数据包到接收到响应数据包的时间-标签接收请求数据包到发送响应数据包的时间）/2。

3.根据权利要求2所述的定位系统中测量Tof和Tdoa的方法，其特征在于，步骤4）中,对于每个监听锚节点，所述响应数据包从标签到该监听锚节点的传播时间的计算方法如下：

步骤4.1），根据通信锚节点、该监听锚节点的地理坐标或者通信锚节点、该监听锚节点之间的距离，计算出该监听锚节点到通信锚节点的传播时间；

步骤4.2），响应数据包从标签到该监听锚节点的传播时间=该监听锚节点接收通信锚节点发送的请求数据包到接收标签发送的响应数据包的时间+该监听锚节点到通信锚节点的传播时间-通信锚节点到标签的传播时间-标签接收请求数据包到发送响应数据包的时间。

4.根据权利要求3所述的定位系统中测量Tof和Tdoa的方法，其特征在于，步骤4）中所述标签发送的响应数据包到任意两个锚节点之间的传播时间差的计算方法如下：

对于涉及到的两个锚节点，分别获取标签到其的传播时间后进行作差。

5.根据权利要求1所述的定位系统中测量Tof和Tdoa的方法，其特征在于，所述标签将其接收请求数据包到发送响应数据包的时间放置在响应数据包中，以方便通信锚节点和监听锚节点进行计算。

6.根据权利要求1所述的定位系统中测量Tof和Tdoa的方法，其特征在于，所述标签具有表明其唯一身份的标签地址。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的定位系统中测量Tof和Tdoa的方法，其特征在于，采用以下方法解决各锚节点和标签的时钟稳定度问题：

通信锚节点周期性的发送一种广播数据包或者发送至少两次包含发送时间的广播数据包，标签或监听锚节点根据接收的两个广播数据包的到达时间作如下计算：

频率比因子 = 标签或监听锚节点接收的两个广播数据包的到达时间差 / 标签或监听节点从两个广播数据包中提取的通信锚节点的发送时间差

如果标签对标签接收请求数据包到发送响应数据包的时间进行设定，在设定数据基础上乘所述频率比因子进行校正；

如果标签对标签接收请求数据包到发送响应数据包的时间进行测量，在测量数据基础上除所述频率比因子进行校正；

监听锚节点在测量其接收通信锚节点发送的请求数据包到接收标签发送的响应数据包的时间时，在测量数据基础上除所述频率比因子进行校正。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对测量结果进行电路延迟和天线延迟的校正。