[发明专利]一种基于TDOA的定位系统、方法及存储介质

权利要求书

1.一种基于TDOA的定位系统，其特征在于，所述定位系统包括主基站、标签和多个从基站；其中，标签表示待定位设备；主基站，用于通过广播向每个从基站和标签发送发起定位信号；其中，多个从基站依次顺序编号，记为第1个从基站、第2个从基站、…、第i个从基站、…、第n个从基站；n为大于或等于3的自然数，n表示从基站的数量；每个从基站，用于当接收到所述发起定位信号时，延迟预设秒后通过广播向主基站和标签发送从基站广播信号；主基站与每个从基站的位置均已知；

主基站，用于当接收每个从基站发送的从基站广播信号时记录每个从基站的从基站广播信号到达主基站时间，以及用于向标签依次发送第一主基站广播信号、第二主基站广播信号；其中，第一主基站广播信号包括主基站位置、从基站位置、每个从基站的从基站广播信号到达主基站时间和第一主基站广播信号发送时间；第二主基站广播信号包括主基站位置、从基站位置、每个从基站的从基站广播信号到达主基站时间和第二主基站广播信号发送时间；其中，从基站广播信号到达主基站时间、第一主基站广播信号发送时间、第二主基站广播信号发送时间均为主基站时钟基准下的时间；

标签，用于当接收到每个从基站的从基站广播信号时记录每个从基站的从基站广播信号到达标签时间，当接收到第一主基站广播信号时记录第一主基站广播信号到达标签时间，以及当接收到第二主基站广播信号时记录第二主基站广播信号到达标签时间；其中，从基站广播信号到达标签时间、第一主基站广播信号到达标签时间、第二主基站广播信号到达标签时间均为标签时钟基准下的时间；

标签，用于根据第一主基站广播信号发送时间、第二主基站广播信号发送时间、第一主基站广播信号到达标签时间和第二主基站广播信号到达标签时间以及预设时钟线性模型得出主基站时钟和标签时钟之间的关联关系，

根据每个从基站的从基站广播信号到达主基站时间、光速和主基站与对应从基站之间的距离得出对应从基站在主基站时钟基准下的从基站广播信号发送时间，并结合主基站时钟和标签时钟之间的关联关系以及标签时钟基准下的从基站广播信号到达标签时间得出标签的TDOA量测；其中，TDOA量测为标签时钟基准下的第i个从基站与第j个从基站的从基站广播信号到标签的传播时间的差；其中，i，j∈[1，n]且i≠j；

标签，还用于根据TDOA定位解算算法、标签的TDOA量测和每个从基站位置计算得出标签的位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于TDOA的定位系统，其特征在于，所述标签，还用于：

首先根据预设线性时钟模型得出主基站时钟与标签时钟之间的关联公式(1)：t_标签时钟＝kt_{主基站时钟}+b+e(1)；其中，k表示主基站时钟相对于标签时钟的频偏，b表示主基站时钟和标签时钟的相偏，e表示主基站与标签之间的距离，t_标签时钟表示标签时钟，t_{主基站时钟}表示主基站时钟；

然后将第一主基站广播信号发送时间T_{主基站时钟,1}、第二主基站广播信号发送时间T_{主基站时钟,2}、第一主基站广播信号到达标签时间T_{标签时钟,1}和第二主基站广播信号到达标签时间T_{标签时钟,2}代入公式(1)得出公式(2)和公式(3)；其中，T_{标签时钟,1}＝kT_{主基站时钟，1}+b+e(2)，T_{标签时钟,2}＝kT_{主基站时钟，2}+b+e(3)；

并根据公式(2)和公式(3)得出k＝(T_{主基站时钟,2}-T_{主基站时钟,1})/(T_{标签时钟,2}-T_{标签时钟,1})，进而得出主基站时钟与标签时钟之间的线性关系。