[发明专利]一种无线电定位系统及其定位方法

权利要求书

1.一种无线电定位系统，其特征在于，包括至少三台主设备和若干台从设备；

每台所述主设备均与通过无线链路与每台所述从设备通信连接，所有所述主设备中一台主设备作为无线电定位系统的主控制器；

每台所述主设备均包括基带信号产生电路、信号发送电路、相位检测电路、第一主控制及通信电路和信号接收电路；

每个所述从设备均包括第二主控制及通信电路、接收前端电路、混频滤波电路和发送前端电路；

所述基带信号产生电路的输出端分别与所述信号发送电路的输入端和所述相位检测电路的第一输入端连接，所述信号发送电路的输出端通过无线链路与所述接收前端电路的输入端连接，所述接收前端电路的输出端与所述混频滤波电路的输入端连接，所述混频滤波电路的输出端与所述发送前端电路的输入端连接，所述发送前端电路的输出端通过无线链路与所述信号接收电路的输入端连接，所述信号接收电路的输出端与所述相位检测电路的第二输入端连接，所述相位检测电路的输出端与所述第一主控制及通信电路的输入端连接，所述第一主控制及通信电路的输出端与所述基带信号产生电路的输入端连接；

所述第二主控制及通信电路分别与所述接收前端电路、混频滤波电路和发送前端电路连接；

所述第一主控制及通信电路与第二主控制及通信电路无线通信连接；

所述无线电定位系统的定位方法，包括以下步骤：

S1、通过从设备向主控制器发送定位请求；

S2、根据当前系统的工作状态，判断是否接受从设备发送的定位请求；

若是，向主设备和从设备发送请求接收信息，并进入步骤S3；

若否，向主设备和从设备发送请求拒绝信息，并返回步骤S1；

S3、通过主控制器及主设备在设定时间间隙内，对发送定位请求的从设备进行距离测定，获得若干主设备测定的距离信息；

S4、通过主控制器对测定的距离信息进行处理，获得发送定位请求的从设备的位置信息；

所述步骤S3中，一台主设备对从设备进行距离测定的方法具体为：

A1、通过基带信号产生电路产生连续的频率不同的正弦基带信号，并将其同时发送至相位检测电路和信号发送电路；

A2、通过信号发送电路将正弦基带信号发送至接收前端电路；

A3、通过接收前端电路对接收的正弦基带信号处理后发送至混频滤波电路，使混频滤波电路将其变频到更高频段的信号，并发送至发送前端电路；

A4、通过发送前端电路将变频后的信号发送至信号接收电路；

A5、通过信号接收电路从接收到的变频后的信号解调出基带信号，并发送至相位检测电路；

A6、基于解调出的基带信号和对应的正弦基带信号进行相位差的测量，并将测量的相位差及对应基带信号的频率发送至主控制器；

A7、通过主控制器对接收到的所有相位差及基带信号的频率进行微分运算，获得真实的距离信息；

所述步骤A6中不同频率下获得的相位差、距离及信号波长之间的关系式为：

式中，为基带信号产生电路产生的信号波长为λ_n时，对应正弦基带信号与解调基带信号之间的相位差；

θ_n为第n次测量时的系统相移；

L为主设备与从设备之间的距离；

步骤A7中的距离信息为：

为第n+m次得到的相位差；

θ_m+n为第n+m次测量时的系统相移，且为除距离以外的相移；

π为圆周率；

λ_m+n为第n+m次测量时所使用的简谐波信号波长；

下标n和m为测量次数编号，且均为自然数。