[发明专利]一种基于场景系数的室内三维定位方法

权利要求书

1.一种基于场景系数的室内三维定位方法，其特征在于：该基于场景系数的室内三维定位方法步骤包括：

步骤1、通过终端个数M和信号在基站与终端之间的传播时间，即无线电信号的到达时间Time Of Arrival简称TOA，数据确定场景系数β；

步骤2、通过场景系数β修正视距传播环境Line Of Sight propagation简称LOS和非视距传播环境Non-Line Of Sight简称NLOS下的TOA数据；

步骤3、运用修正后的TOA数据L_i，结合无线电信号的传播速度c，计算出终端到基站的距离d_ij；

步骤4、运用勾股定理原理将基站的三维坐标进行降维，同时通过勾股定理进一步修正终端到基站的二维平面距离d_ij′；

步骤5、根据终端的二维坐标(x_i,y_i)，结合基站的三维坐标(x_j,y_j,z_j)以及终端到基站的距离d_ij，使终端坐标转化为空间的三维坐标(x_i,y_i,z_i)；

步骤1详细步骤为：

(1)在LOS和NLOS环境下，对基于TOA技术的定位系统测量值无线传播距离进行分析；

(2)根据基站的三维坐标和终端的三维坐标，利用欧氏距离公式，求出M个终端到N个基站的直线距离d_ij，从而计算出LOS的传播时间L_ij；

(3)运用t_i＝L_i+ξ_i+NL_i公式，对TOA时间t_i数据进行修正，使之无限接近L_i，得到修正的TOA数据；

(4)根据已经测得的L_i的时间，寻找其与t_i之间的关系，由于产生NLOS的误差的随机性强，都为正时延的特点，运用线性规划的思想，得到公式L_i＝βt_i，L_i为视距传播时间，t_i为测量TOA时间，β为场景系数；

(5)用平均值刻画TOA整体趋势，为测试用例1中第i个终端的平均TOA时间，N为基站数，M为终端数，用中位数md_i表示；

(6)计算第i个终端平均TOA的数据与TOA数据中位数的差值Δt_i，即根据Δt_i的波动趋势，得出NLOS时延误差对整体TOA数据的影响；经过测试分析可知，当Δt_i变化波动在150ns以内时，NLOS产生的时延误差相对较小；以150ns为界进行分类，计算波动在150ns之内的Δt_i的个数F，在求出F所占的比例R；

(7)通过线性回归分析β、N和R之间的定量关系，得出β＝0.502-0.0004*N+0.958*R；

步骤2中，通过场景系数计算公式，对原始TOA数据进行修正，从而得到无限接近于视距传播时间L_i，

L_i＝β*t_i＝(0.502-0.0004*N+0.958*R)*t_i。

2.根据权利要求1所述的一种基于场景系数的室内三维定位方法，其特征在于：步骤3中，运用修正后的TOA数据L_i，结合无线电信号的传播速度c，计算出终端到基站的距离d_ij，即

d_ij＝c*L_i(i＝1,2,…M)(j＝1,2,…N)。