[发明专利]基于出发角的无线电定位方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于出发角的无线电定位方法及系统，包括：基站定位步骤：基站端发射定位信号，定位信号中包含基站的真北方位和基站识别码信息，移动端通过接收基站端发射的定位信号来估计移动端相对于基站端的方位，再通过三角测量实现自身定位；调制步骤：根据单刀双掷射频开关对基站端发射的信号进行周期性调制，在一个调制周期内，定位信号分别接到两个天线单元并向空间辐射出去；计算步骤：移动端计算接收的定位信号中的基波分量与第一次谐波分量，再利用基波分量与第一次谐波分量的数学关系估计移动端相对于基站端的方位。本发明无需通过定位基站之间、定位基站与移动端之间的多次数据交互，其系统容量更高，系统结构及算法流程均简单。

技术领域

本发明涉及无线电定位技术领域，具体地，涉及一种基于出发角的无线电定位方法及系统。尤其地，涉及一种移动端通过估计定位基站发射信号的离去角来实现三角测量定位的无线电定位系统。

背景技术

现有的无线电定位方法主要有全球定位系统、到达时间定位(time of arrival,ToA)、到达时间差定位(time difference of arrival,TDOA)、测角定位(angle ofarrival,AoA)等。其中，全球性定位系统主要包括美国的GPS系统、欧洲的伽利略系统、俄罗斯的格洛纳斯系统以及中国的北斗系统等，主要应用于广域室外定位，用于室内定位时由于建筑物等的衰减，效果较差或无法使用。到达时间定位和到达时间差定位利用定位基站与移动端之间的到达时间或时间差来定位，需要定位基站端及移动端之间的精密的时间同步。一般的测角定位系统在基站端测量移动端相对于基站端的方位信息，再通过两站或多站的方位信息来联合解算移动端的位置。由于通常采用干涉仪测向或者空间谱估计测向方法，设备相对复杂。另外，通常要求由一个特定的中心站点来完成位置解算，因此需要多个定位基站之间的数据交互。

综上，现有的无线电定位方法，尤其是室内无线电定位方法，存在同步要求高、系统实现复杂等缺陷。

专利文献CN107706547A(申请号：201710868889.9)公开了一种实现全频段无线电信号角度(AOA)定位的天线装置，包括：微处理器、基座组件、水平控制传动组件、俯仰控制传动组件、上托板、水平电机、竖直电机和定向天线；所述微处理器分别与水平电机、竖直电机电性连接。本发明可对目标物体实现方位角和俯仰角的双重定位，并可不断根据定向天线检测到的目标物体的方位角和俯仰角信息，自动调节定向天线的方位角和俯仰角，实现对目标物体的位置锁定。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于出发角的无线电定位方法及系统。

根据本发明提供的基于出发角的无线电定位方法，包括：

基站定位步骤：基站端发射定位信号，所述定位信号中包含基站的真北方位和基站识别码信息，移动端通过接收基站端发射的定位信号来估计移动端相对于基站端的方位，再通过三角测量实现自身定位；

调制步骤：根据单刀双掷射频开关对基站端发射的信号进行周期性调制，在一个调制周期内，定位信号分别接到两个天线单元并向空间辐射出去；

计算步骤：移动端计算接收的定位信号中的基波分量与第一次谐波分量，再利用基波分量与第一次谐波分量的数学关系估计移动端相对于基站端的方位。

优选的，所述调制步骤包括：

在定位基站，发射的窄带定位信号的中心频点为F_c，信号的带宽为B，射频开关的调制频率为F_p，周期为T_p，满足：

F_pB