[发明专利]一种UWB基站天线相位中心偏差建模与改正的研究方法

权利要求书

1.一种UWB基站天线相位中心偏差建模与改正的研究方法，其特征在于，包括：

步骤L1：确定UWB基站天线相位中心偏差校正的基本模型；

步骤L2：查找所用UWB天线对应的模型参数，若已有该类型天线对应的参数，进入步骤L3；

否则，布设控制点，采集数据，计算步骤L1所述该类型UWB天线基本模型的模型参数；

步骤L3：计算初步定位结果，结合步骤L2天线相位偏差改正模型，改正各基站观测值中的天线相位偏差误差；

步骤L4：利用步骤L3经天线相位偏差改正后的观测值，求得最终定位结果；

步骤L5:判断L4所得定位结果是否满足精度需求，若是，输出该定位结果；

若否，将该结果作为初值迭代执行L3，L4直到得到满足精度要求的定位结果；

其特征在于，所述步骤L1包括：

认为UWB基站天线相位中心的偏差值与待测点和各个基站间的高度角有关；

认为UWB基站天线相位中心的偏差值是待测点和各个基站的高度角三角函数的线性函数；

不同类型的天线对应的天线相位中心偏差改正模型的参数不同；

其特征在于，根据其分析结论，设计实验，获取不同高度角上已知标签坐标的静态观测数据，

首先，假设共有n个基准基站，UWB定位的基本观测方程为：

其中，下标k表示第k个标签，上标i表示第i个基站(i＝1,…,n)，表示标签k收到的基站i的观测值；为标签和基站之间的距离，表示基站i的天线相位偏差，dt_k为标签的钟差，δt为同步控制装置的钟差，rⁱ为第i个基站到同步控制装置之间的时延量，为观测噪声，c表示光速；

由于(1)中包含了标签的钟差，无法得到天线相位偏差的误差值，此时可做基站间差分，设基准基站为j,则差分方程为：

其中，差分算子可以看出，通过基站间观测值做差，标签的钟差被消掉，基站的钟差之差可通过时间同步控制求得；此时，将标签坐标和基站坐标代入(2)，即可求得基站天线的相位偏差误差值；

步骤S13：可选的，结合(2)式，经大量数据的统计分析，可得到UWB基站天线相位中心偏差改正的基本模型：

其中，是两个UWB基站的天线相位中心偏差之差，α、β分别为两基站对应的高度角，a、b为可选的模型参数，具体数值可根据不同天线类型选择。

2.如权利要求1所述的一种UWB基站天线相位中心偏差建模与改正的研究方法，其特征在于，所述步骤L2中模型参数得的计算包括：

在UWB覆盖环境中尽可能多的布设均匀分布的控制点；

在控制点上采集静态数据，计算各个控制点和基站之间的高度角；

最小二乘解算该天线相位中心偏差改正模型参数。

3.如权利要求1所述的一种UWB基站天线相位中心偏差建模与改正的研究方法，其特征在于，所述步骤L3包括：

根据初定位结果，计算标签与各基站的高度角代入天线相位中心偏差改正模型中，改正各基站观测值。

4.如权利要求1所述的一种UWB基站天线相位中心偏差建模与改正的研究方法，其特征在于，所述步骤L4包括：

利用步骤L3中改正后的观测值，求得经天线相位中心偏差改正后的定位结果。