[发明专利]一种基于左、右手性空间定位系统及其定位方法

权利要求书

1.一种基于左、右手性空间定位方法，在满足分布式局部定位基站局部区域分布密度的情况下，随机安装四个基站，四个不共面的基站A、B、C、D组成一个基础定位系统；

其特征在于，建立左手性空间定位系统或右手性空间定位系统，

右手性空间定位系统的建立包括以下步骤:

以基站A为坐标原点，基站A、C构成的向量为X轴，以X轴为参照，在平面ABC中建立Y轴，Z轴指向为基站D所在位置的竖直方向，构建空间坐标系；

左手性空间定位系统的建立包括以下步骤：

以基站A为坐标原点，基站A、B构成的向量为X轴，以X轴为参照，在平面ABC中建立Y轴，Z轴指向为基站D所在位置的竖直方向，构建空间坐标系；

两两基站之间的距离通过基础定位系统内部基站互相测量得到，分别表示为

以右手性坐标系为标准建立虚拟坐标系，其中基站A、B、C、D的坐标为A(0,0,0)，B(X_B,Y_B,0)，C(b，0，0)，D(X_D，Y_D，Z_D)；

实际基站A’、B’、C’、D’在虚拟坐标系中的位置为两两基站之间长度的映射，即其中A’、B’、C’、D’与A、B、C、D分别互为映射，按照这样的映射关系，虚拟坐标系统与实际基站对应的坐标系统存在镜像或一致；

当右手性坐标系中的点与虚拟映射点一一对应且位置一致时，在空间移动信标Q，按照y→x→z轨迹移动，在虚拟坐标系中，同样会出现一个Q′点沿着y′→x′→z′移动，这个移动轨迹所构成的矢量坐标系为右手性空间坐标系轨迹；

初始时刻信标Q于点O处，通过在右手性坐标系测距系统中的测距值，即信标Q到A、B、C、D四点的距离分别为L_A、L_B、L_C、L_D，通过四点空间定位法计算信标Q在O处的坐标Q′，信标Q在X、Y、Z处得到相应坐标X′、Y′、Z′，由虚拟坐标系得出的运动的轨迹用向量表示为对矢量和做外积运算，即从而在上的投影的内积为正值，表示右手性坐标系与虚拟坐标系是一致的；

当左手性坐标系中的点与虚拟映射点镜像时，在空间移动信标Q，按照y→x→z轨迹移动，在虚拟坐标系中，同样会出现一个Q′点沿着y′→x′→z′移动，对应的y′→x′→z′移动轨迹为左手性空间坐标系轨迹；

初始时刻信标Q于点O处，通过在左手性坐标系测距系统中的测距值，即信标Q到A、B、C、D四点的距离分别为L_A、L_B、L_C、L_D，通过四点空间定位法计算信标Q在O处的坐标Q′，信标Q在X、Y、Z处得到相应坐标X′、Y′、Z′，由虚拟坐标系得出的运动的轨迹用向量表示为对矢量和做外积运算，即从而在上的投影的内积为负值，表示左手性坐标系与虚拟坐标系是镜像的。

2.根据权利要求1所述一种基于左、右手性空间定位方法，其特征在于，当D点基站的竖坐标Z_D取正值，当D点基站的竖坐标取负值。

3.一种基于左、右手性空间定位系统，用于实现上述权利要求1-2任一项所述的方法，在满足分布式局部定位基站局部区域分布密度的情况下，随机安装四个基站，四个不共面的基站A、B、C、D组成一个基础定位系统。

4.根据权利要求3所述一种基于左、右手性空间定位系统，其特征在于，四个基站所构成的三棱锥以各个顶点(A，B，C，D)对应的高(H_A，H_B，H_C，H_D)大于基站测距精度。