[发明专利]基于UWB定位系统的动态调整基站同步关系的方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于UWB定位系统的动态调整基站同步关系的方法，属于室内外定位领域。所述方法在UWB定位系统基站部署完毕、初始化启动前，确定建立基站同步关系的距离范围；启动后收集距离范围内且预定时间段内的基站间历史同步数据，建立同步基站与距离范围内的同步关系数据表，对数据表内的数据进行归一化处理，并分为训练集和测试集，将数据分为特征值数据和目标值数据；构建基站时间戳模型，采用训练集，对模型进行训练，再采用测试集测试输出预测目标值；将预测目标值与测试集中的目标值数据进行比较得出残差值，通过残差与初始同步关系动态调整基站同步关系。本发明不需要人工参与，减少了调试运维成本，提高了系统稳定性及定位精度。

技术领域

本发明属于室内外定位领域，具体涉及一种基于UWB定位系统的动态调整基站同步关系的方法及装置。

背景技术

随着通信技术的发展，人们的衣食住用行等工作、生活、学习的方方面面越来越离不开网络。每个人都纳入到网络中，则可以通过定位技术对网络中的物理位置进行确定。地球轨道上有多种系统的卫星可以提供定位服务，如全球卫星定位系统GPS、北斗卫星定位系统BDS等。基于上述卫星定位系统，再与民用网络结合构建定位系统，可以实现对任何个人的精准定位。

目前，TDOA定位是一种利用通信系统内的时间差进行定位的无线定位技术，借助于所测量的通信信号时间差，进行坐标解算，计算信号源的位置。在所采用的信号中，基于无线载波通信的超宽带（Ultra Wide Band，UWB）信号，是一种常用的通信信号模式，所构建的UWB定位系统被应用于各种室内外定位应用中。UWB定位系统需要在定位服务地域范围内部署基站，包括同步基站和定位基站，对每一个定位基站指定其同步的同步基站，定位基站通过接收同步基站的数据与自身所接收的定位数据进行解算，计算信号源坐标。在所部署的基站中，哪些基站作为定位基站的同步基站，建立相互间同步关系，是决定定位精度的重要指标。

现有技术中，通常根据在部署基站时了解定位区域环境、基站与基站之间可视关系等，在UWB定位系统内手动指定基站间同步关系，由于基站数量众多，此操作耗时费力，运维时也更易出错，导致定位精度不稳定，定位准确度不高。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明旨在提供一种基于UWB定位系统的动态调整基站同步关系的方法及装置，实现基站同步关系自动地动态调整，节约了人工及时间成本。

为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于UWB定位系统的动态调整基站同步关系的方法，所述动态调整基站同步关系的方法包括如下步骤：

步骤S1,所述UWB定位系统基站部署完毕、初始化启动前，确定建立基站同步关系的距离范围，启动UWB定位系统；

步骤S2，收集所述距离范围内且预定时间段内的基站间历史同步数据，建立同步基站与距离范围内各基站之间的同步关系数据表；

步骤S3，对同步关系数据表内的数据进行归一化处理，并分为训练集和测试集；

步骤S4，将训练集中的数据分为特征值数据和目标值数据；同时，基于基站同步关系构建线性回归的基站时间戳模型，采用所述训练集，以所述训练集中的目标值数据为模型目标值，以所述训练集中的特征值数据为模型特征值，对所述基站时间戳模型进行训练，确定模型参数；

步骤S5，采用与训练集相同的数据分类方式，将测试集数据分为特征值数据和目标值数据，将所述测试集的特征值数据输入所述训练完成的基站时间戳模型，输出预测目标值；

步骤S6，将预测目标值与测试集中的目标值数据进行比较得出残差值；

步骤S7，当残差值小于等于设定的阈值时，进入步骤S8；当残差值大于设定的阈值时，转入步骤S11；