[发明专利]一种基于波束循环扫描的离开角定位系统和定位方法

权利要求书

1.一种基于波束循环扫描的离开角定位系统，其特征在于，包括基站模块和目标模块，其中：

所述基站模块，用于根据测向通信协议通过快速遍历射频移相码以及射频开关循环连接天线向所述目标模块广播无线电信号；

每个所述基站模块包括第一主控器、射频信号发生器、射频移相码库、射频移相器、射频开关和天线阵，其中：

所述第一主控器与所述射频信号发生器、射频移相码库、射频移相器和射频开关连接，用于控制射频信号发生器、射频移相码库、射频移相器和射频开关；

所述射频信号发生器与所述第一主控器和射频移相器连接，用于根据测向通信协议生成射频信号；

所述射频移相码库与所述第一主控器和射频移相器连接，用于根据阵列天线流形结合不同的离开角所生成的相位矢量建立进而使得射频移相码与离开角所生成的相位矢量一一对应；

所述射频移相器与所述第一主控器、射频信号发生器、射频移相码库和射频开关连接，用于射频移相码对应的相位矢量补偿，以及当各个射频通道长度不一致时补偿与天线相连的各个射频通道馈线相位；

所述射频开关与射频移相器和天线阵连接，用于根据循环电扫模式快速切换至对应天线；

所述天线阵与所述射频开关连接，用于辐射射频信号；

所述目标模块，用于得到每个所述基站模块的离开角并根据每个所述基站模块的离开角数据、基站模块空间位置进行融合估计目标模块空间位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于波束循环扫描的离开角定位系统，其特征在于，所述射频信号发生器按照时分复用、频分复用模式单一或多种组合的方式生成射频信号，用于避免目标模块接收信号碰撞。

3.根据权利要求1所述的一种基于波束循环扫描的离开角定位系统，其特征在于，所述目标模块包括天线、ADC、第二主控器、译码器和信号处理器，其中：

所述ADC与所述天线和译码器连接，用于将所述天线接收的射频模拟信号转换成基带数字信号并获得信号接收信号强度指示值；

所述第二主控器与所述译码器和信号处理器连接，用于控制所述译码器和信号处理器；

所述译码器与所述ADC、第二主控器和信号处理器连接，用于实时译码基带数字信号且实时检测是否有测向通信协议包的标识码进而判断能否通过循环冗余校验并反馈至所述第二主控器；

所述信号处理器与所述第二主控器和译码器连接，用于结合一段时间内的多个基站模块离开角数据、基站模块空间位置进行目标模块融合定位。

4.根据权利要求3所述的一种基于波束循环扫描的离开角定位系统，其特征在于，所述信号处理器根据目标定位实时性要求设置时间间隔进而通过多源异构传感器数据融合技术将时间间隔内所有基站模块离开角数据、基站模块空间位置进行融合从而得到目标模块空间位置的估计。

5.根据权利要求3或4所述的一种基于波束循环扫描的离开角定位系统，其特征在于，所述离开角基于各个基站天线阵坐标系确定，所述基站模块中各个基站的天线阵坐标系的X轴、Y轴、Z轴朝向存在不一致时通过相应的转换关系使得各个基站朝向一致，并基于转换关系修正离开角。

6.根据权利要求3或4所述的一种基于波束循环扫描的离开角定位系统，其特征在于，所述信号处理器根据一段时间内的多个基站广播信号接收信号强度指示值参与目标模块融合定位，用于辅助提高定位精度。

7.根据权利要求4所述的一种基于波束循环扫描的离开角定位系统，其特征在于，所述信号处理器中使用的基站模块空间位置可以通过基站广播信号传输、存储器读取或移动通信网络获取的方式获得。

8.根据权利要求1所述的一种基于波束循环扫描的离开角定位系统，其特征在于，所述基站模块与目标模块之间具有测向通信协议，所述测向通信协议中应至少包含如下信息：

用于表明基站模块身份的唯一标识码；

用于目标模块识别测向通信协议包的标识码；

用于表明基站模块无线电信号离开角的信息码；

用于校验测向通信协议的校验码。

9.根据权利要求8所述的一种基于波束循环扫描的离开角定位系统，其特征在于，所述测向通信协议中还包括如下信息：

用于表明基站模块空间位置的信息码；或，

用于标记基站广播无线电信号时刻的时间戳。