[发明专利]基于时间校正的TDOA定位方法、系统、装置

权利要求书

1.一种基于时间校正的TDOA定位方法，其特征在于，该方法包括：

步骤S10，基于主基站和多个从基站之间时间校正消息的发送时间、到达时间、预设发送间隔，计算各从基站相对于所述主基站的时钟漂移，并利用二维卡尔曼滤波方法消除所述时钟漂移的误差；

步骤S20，根据设置于定位对象上的无线卡片发送定位消息的发送时间、各从基站接收到无线卡片定位消息的到达时间、所述消除误差后的时钟漂移，校正各从基站接收到无线卡片定位消息的到达时间；

步骤S30，将所述主基站接收到无线卡片定位消息的到达时间作为第一时间，将所述校正后的从基站接收到无线卡片定位消息的到达时间作为第二时间，分别计算第一时间与各从基站对应的第二时间的时间差；

根据各所述时间差，计算所述无线卡片到所述主基站和到对应从基站的距离差，并构建其对应的双曲线方程；将得到的多个所述双曲线方程构成双曲线方程组，求解得到所述无线卡片的位置。

2.根据权利要求1所述的基于时间校正的TDOA定位方法，其特征在于，步骤S10中“计算各从基站相对于所述主基站的时钟漂移”，对任一从基站，其计算方法为：

其中，δ为时钟漂移，T1_A和T3_A为主基站A的时间校正消息的发送时间，T2_B和T4_B为从基站B的时间校正消息到达时间，T_校正为预设发送间隔。

3.根据权利要求1和2所述的基于时间校正的TDOA定位方法，其特征在于，步骤S10中“利用二维卡尔曼滤波方法消除所述时钟漂移的误差”，对任一从基站，通过状态方程和观测方程消除误差；所述观测方程为：

所述状态方程为：

其中，z(k)为k时刻从基站相对于主基站的的观测值，为k时刻的状态变量，t_TOA(k)为k时刻对应从基站接收到时间校正消息的到达时间，δ(k)为k时刻对应从基站相对于所述主基站的时钟漂移，t_TOA(k-1)为k-1时刻对应从基站接收到时间校正消息的到达时间，δ(k-1)为k-1时刻对应从基站相对于所述主基站的时钟漂移。

4.根据权利要求1所述的基于时间校正的TDOA定位方法，其特征在于，步骤S20中“校正各从基站接收到无线卡片定位消息的到达时间”，其计算方法为：

T3_B校正后＝T3_B校正前-μ_T3

＝T3_B校正前-(T3_B校正前-T0_B)×δ

＝T3_B校正前×(1-δ)+T0_B×δ

其中，T3_B校正前为T3时刻定位消息到达从基站B未经校正的到达时间，T3_B校正后为T3时刻定位消息到达从基站B校正后的到达时间，μ_T3为T3时刻从基站时间和真实时间之间的绝对误差，T0_B为无线卡片向所有基站发送定位消息的对应从基站B的时钟时间。

5.根据权利要求1所述的基于时间校正的TDOA定位方法，其特征在于，对任一从基站对应的距离差，步骤S30中“计算所述无线卡片到所述主基站和到对应从基站的距离差，并构建其对应的双曲线方程”，其方法为：根据所述时间差和电磁波传播速率，得到所述无线卡片到所述主基站和到对应从基站的距离差，并以所述主基站和所述对应从基站的位置为焦点构成双曲线方程。

6.根据权利要求1所述的基于时间校正的TDOA定位方法，其特征在于，所述时钟漂移的误差的选用区间为[0.01ns，1ns]。

7.根据权利要求1所述的基于时间校正的TDOA定位方法，其特征在于，所述从基站的数量不少于3个。