[发明专利]一种动态拓扑定位方法

说明书

本发明提供了一种动态拓扑定位方法，涉及定位技术领域，包括动态部署至少四个基站；选取四个基站建立三维坐标系；测量基站之间的距离；计算基站的位置坐标；测量待定标签与基站之间的距离；求解标签位置坐标。本发明对基站的部署做有效的拓扑组网，可以让移动设备搭载定位基站，可以在自动化、抢险救灾、医疗看护和运动跟踪无线室内定位等领域提供较好的人员定位和调控方法。本发明支持定位基站的动态调整，定位方式布局灵活并可以有效调度移动定位基站。

技术领域

本发明涉及一种定位方法，尤其是一种动态拓扑部署基站的定位方法。

背景技术

目前实现室内人员、物资精准实时定位的需求强烈。在火灾、反恐、安保等充满安全隐患的情境下以及隧道、地下轨道交通、矿井等事故多发、管理复杂的施工环境下，室内定位技术能够高效、准确地掌握人员位置并可在特殊情况下及时进行应急救援。

基于卫星的定位系统就是无线通信在定位领域较为典型的应用，比如GPS定位系统、GLONASS定位系统、伽利略定位系统和北斗导航定位系统，这些已经广泛应用于人们的日常生活中。可是在室内信号较弱的情况下，这些系统的定位精度表现并不理想，因此通过移动网络或WiFi等辅助卫星定位的算法被提出，但定位误差往往在1米以上，且WIFI定位易受环境干扰，仍然难以满足人们对室内高精度定位的需求。除此之外，基于RFID、蓝牙、Zigbee、超宽带等的室内定位技术也被提出，其中基于RFID、蓝牙、Zigbee的定位技术传输距离较近且精度不高，超宽带定位技术传输距离较远、精度高，但有效拓扑组网并实现精准室内定位的难题还有待解决。传统的定位技术因技术限制，无法满足室内定位的要求。

基于此，做出本申请。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种动态拓扑定位方法，可满足室内定位要求。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种动态拓扑定位方法，包括如下步骤：

(1)动态部署至少四个基站；

(2)选取四个基站建立三维坐标系；

(3)测量基站之间的距离；

(4)计算基站的位置坐标；

(5)测量待定位标签与基站之间的距离；

(6)求解待定位标签位置坐标。

所述步骤(1)中，动态部署保证任意两个基站不共点，任意三个基站不共线，任意四个基站不共面。

所述步骤(3)和步骤(5)中，基站与基站或者基站与标签之间的距离范围在0～200米，在范围之外的距离则认为基站不存在。

所述步骤(2)具体为，记基站1为坐标原点、基站2的坐标为(x₂,0,0),x₂＞0、基站3的坐标为(x₃,y₃,0),y₃＞0、基站4的坐标为(x₄,y₄,z₄),z₄＞0。

所述步骤(3)中，通过双边双向测距或双边单向测距的方式分别测量各个基站间的距离，采用超宽带技术实现精确测距，第i个基站到第j个基站的距离记为d_ij,i∈[1,M],j∈[1,M]。