[发明专利]一种基于到达角度AOA测距的定位方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种基于到达角度AOA测距的定位方法及装置，其中方法包括：通过对全球卫星导航系统获取待定位节点的预估坐标，以及采用罗盘获取天线阵列的预估方向角，利用相位近似消息传递POG‑AMP定位器的一次迭代和EM算法的结合进行多次迭代，确定待定位节点的坐标及方向角。相当于对预估坐标和预估方向角进行校对，使得预估坐标和预估方向角更加接近于真实值，计算出待定位节点的位置相较于实际位置存在偏差较小。

技术领域

本发明涉及定位技术领域，特别是涉及一种基于到达角度AOA测距的定位方法及装置。

背景技术

目前基于测距技术的定位方法可以依据到达角度(Angle Of Arival，简称AOA)定位技术实现对待定位节点的测算与定位。AOA定位的过程主要如下：

首先，通过在未知位置的接收节点上以及已知位置的发射节点上分别设置天线阵列，将未知位置的接收节点，称为待定位节点，将已知位置的发射节点，称为参考节点；

其次，测量待定位节点和参考节点之间的AOA；

再次，通过罗盘测量天线阵列主轴方向与绝对参考方向比如正北方形成的角度关系，即方向角；

然后，从AOA中去除方向角；

再然后，利用待定位节点的未知纵坐标与参考节点的纵坐标之间的第一差值，和待定位节点的未知横坐标与参考节点的横坐标之间的第二差值，建立多个等式关系，其中等式关系为对第一差值和第二差值的比值取正切值，等于去除方向角的AOA；

最后，使用多个等式关系，得到待定位节点的纵坐标及横坐标，从而完成待定位节点的定位。

因为罗盘自身的限制，罗盘测量的方向角并不准确，因此计算出待定位节点的位置相较于实际位置存在偏差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于到达角度AOA测距的定位方法及装置，用以解决现有技术中计算出待定位节点的位置相较于实际位置存在偏差的技术问题。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施提供了基于到达角度AOA测距的定位方法，包括：

步骤A，通过全球卫星导航系统获取待定位节点的预估坐标，通过罗盘获取天线阵列的预估方向角及通过天线阵列获取到达角度AOA；

步骤B，基于预估坐标、预估方向角及所述AOA，通过相位近似消息传递POG-AMP定位器的一次迭代进行位置估计，确定估计坐标；

步骤C，基于所述AOA，获得所述估计坐标的均值及所述估计坐标的方差，并通过最大期望算法EM估计所述待定位节点的天线阵列的方向角，作为估计方向角；

步骤D，判断所述估计坐标是否达到收敛条件；

步骤E，如果所述估计坐标未达到收敛条件，则使用所述估计坐标更新预估坐标以及使用所述估计方向角更新预估方向角，并继续返回执行步骤B、步骤C和步骤D，直至所述估计坐标达到所述收敛条件，将最后一次重新确定的所述估计坐标及所述估计方向角，作为所述待定位节点的坐标及方向角。

第二方面，本发明实施提供了基于到达角度AOA测距的定位装置，包括：第一获取模块，用于通过全球卫星导航系统获取待定位节点的预估坐标，通过罗盘获取天线阵列的预估方向角及通过天线阵列获取到达角度AOA；

第一处理模块，用于基于预估坐标、预估方向角及所述AOA，通过相位近似消息传递POG-AMP定位器的一次迭代进行位置估计，确定估计坐标；

第二处理模块，用于基于所述AOA，获得所述估计坐标的均值及所述估计坐标的方差，并通过最大期望算法EM估计所述待定位节点的天线阵列的方向角，作为估计方向角；

第三处理模块，用于判断所述估计坐标是否达到收敛条件；