[发明专利]基于移动式测量站的抗多径时差定位方法、装置及系统

说明书

本发明公开了基于移动式测量站的抗多径时差定位方法、装置及系统，所述方法包括以下步骤：根据已知的辐射源所在的粗略区域或者指定待定位的区域，在该区域周边，指定三个移动测量站的布站活动区域；在各自的布站活动区域内，分别移动三个测量站进行布站，每次布站后，存储测量的直线系数；根据测量存储的直线，进行辐射源位置的判定，位置判定时采用快速模式或计算模式，算法计算复杂度低，仅采用三个移动测量站，通过移动测量站的多次布局，进行多次测量，获得多条定位直线，根据定位直线获取直线交点集合，进行信息融合，最终得到辐射源位置，有效降低多径环境的影响。

技术领域

本发明属于时差定位技术领域，特别涉及一种基于移动式测量站的抗多径时差定位方法、装置及系统。

背景技术

时差定位技术(Time Difference of Arrival TDOA，TDOA)是一种无源定位技术，由于其具有成本低，隐蔽性强等特点，得到了广泛的研究与应用。时差定位系统中，信号经常在非直视距环境和多径信道传输，尤其是在城市高楼林立的环境中，多径环境更是普遍存在。当信号在非直视距环境和多径信道传输时，由于多径的影响，接收机收到的信号可以由不同的相位旋转、不同的幅度衰落、不同的时延值的多个信号叠加而成。多径会造成很大的时延估计偏差，此时，时差定位精度会受到很大的影响甚至出现定位失效。如何提高多径条件下的定位精度，降低多径传播的影响，是时差定位亟需解决的难题。

在市区多径场景内，对于定位精度的研究一般从信号定位解算算法和时延估计算法两方面着手，提高系统在多径环境下的定位精度：一是从定位方程的求解方面着手，采用各种优化算法，提高定位精度，这些一般计算复杂度很高，并且需要布局很多的测量站，提高了系统成本；二是设计各种时延估计算法，通过研究非直视距条件下的时延估计误差特性以及多径信道模型等，提高时延估计的精度，这些方法计算复杂度很高，大多数停留在理论研究阶段，并且对模型具有依赖性，难以在工程中应用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种基于移动式测量站的抗多径时差定位方法、装置及系统，采用三个测量站，通过测量站的移动布局，在多个地点进行移动式布站，进行多次测量，然后获得多条定位直线，根据定位直线，进行信息融合，从而得到定位目标的位置，可以有效降低多径环境的影响，提高时差定位的精度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明设计了基于移动式测量站的抗多径时差定位方法，包括以下步骤：

第一步，根据已知的辐射源所在的粗略区域或者指定待定位的区域，在该区域周边，指定三个移动测量站的布站活动区域；

第二步，在各自的布站活动区域内，分别移动三个测量站进行布站，每次布站后，存储测量的直线系数；

第三步，根据测量存储的直线，进行辐射源位置的判定。

进一步的，第二步中，分别移动三个测量站进行布站，三个测量站可以在各在的布站活动区域内分别选取i，j,k个位置点进行布站，一共有N＝i×j×k种布站方式；每次布站测量后，系统存储第m次测量的直线系数a_m，b_m，c_m，得到直线a_mx+b_my＝c_m，可以得到N条直线。

进一步的，第三步中，辐射源位置的判定采用快速模式：

根据得到的直线参数，在软件界面绘制N条直线，由于强多径情况下获取的每条直线与其它直线的交点的分布具有离散性，因而根据软件界面上两两直线交点的汇聚情况，可以在软件界面上迅速的选取交点汇聚的区域的几何中心作为辐射源的位置。

进一步的，第三步中，辐射源位置的判定采用计算模式：