[发明专利]一种UWB基站的自动标定方法

权利要求书

1.一种UWB基站的自动标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)基于扩展卡尔曼滤波构建基站位置估计模型，所述基站位置估计模型包括基站位置的状态方程和量测方程；

2)运动载体在运动过程中，实时获取其室外定位信息以及对应时刻的运动载体与各基站之间的距离信息；

3)将运动载体的定位信息以及对应时刻的运动载体与各基站之间的距离信息输入基站位置估计模型中，通过时间更新和量测更新得到各基站的位置信息，完成各基站的标定；

所述步骤1)中的状态方程为将各基站的平面位置作为状态量的状态方程，所述步骤3)前还包括将室外定位信息转换到平面坐标下的步骤，所述步骤3)中还包括将得到的位置信息转换到大地坐标系下的步骤；

基站位置估计模型根据扩展卡尔曼滤波构建得到，所述状态方程为：

X(k)＝Φ(k/k-1)X(k-1)+Γ(k-1)W(k-1)，

其中，X(k)为第k时刻的基站状态矩阵；X(k-1)为第k-1时刻的基站状态矩阵；Φ(k/k-1)为第k-1时刻到第k时刻的状态转移矩阵；Γ(k-1)为第k-1时刻的噪声驱动矩阵；W(k-1)为第k-1时刻的过程噪声矩阵；

所述量测方程根据各基站的观测矩阵得到；量测更新过程中的量测方程为：

ΔZ(k)＝H(k)ΔX(k)+R(k)；

其中，ΔZ(k)为第k时刻的观测量偏差矩阵；ΔX(k)为第k时刻的所有基站状态偏差矩阵；R(k)为第k时刻的观测噪声矩阵；H(k)为第k时刻所有基站的雅克比矩阵。

2.根据权利要求1所述的UWB基站的自动标定方法，其特征在于，所述步骤2)中室外定位信息为GNSS定位信息。

3.根据权利要求1所述的UWB基站的自动标定方法，其特征在于，通过UTM投影变换的方式将室外定位信息转换到平面坐标系下。

4.根据权利要求1所述的UWB基站的自动标定方法，其特征在于，状态转移矩阵为单位矩阵。

5.根据权利要求1所述的UWB基站的自动标定方法，其特征在于，噪声驱动矩阵为对角矩阵。

6.根据权利要求1所述的UWB基站的自动标定方法，其特征在于，量测更新过程中加入d_i(k)和H_i(k)，d_i(k)为第k时刻第i个基站与运动载体的距离理论值，H_i(k)为第k时刻第i个基站的雅克比值。