[发明专利]一种电力物联网设备的无线定位方法、装置及存储介质

说明书

本发明公开一种电力物联网设备的无线定位方法、装置及存储介质，涉及物联网设备通信技术领域。电力物联网设备的无线定位方法包括：周期性获取至少三个定位基站发出的无线定位信号；根据各周期获取到的无线定位信号，对应各定位基站分别进行信道估计；根据信道估计结果，计算物联网设备到不同定位基站的距离差；基于多个周期得到的所述距离差，进行距离差数据卡尔曼滤波处理；根据卡尔曼滤波处理后的距离差数据计算物联网设备的实际位置。利用本发明的方法能够实现对物联网节点的精确定位。

技术领域

本发明涉及电力物联网通信技术领域，特别是一种电力物联网设备的无线定位方法、装置及存储介质。

背景技术

电力物联网将各类电网终端设备连接，进行信息交换和通信，围绕电力系统各环节各部门，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，能够有效整合电力以及通信系统的基础设施资源，改善智能电网设施的利用效率，为电网提供技术支撑。

在电力物联网中，节点设备的高精度定位具有重要的意义。通过高精度定位技术，可以实时获取设备或人员的位置信息，甚至活动轨迹，提升电力系统的故障处理能力和应急处置能力，提高工作效率、降低人员和设备损失。例如，在发生设备故障时，通过定位技术可及时找到异常设备的位置，便于快速故障处置。在巡检系统中，可实时追踪巡检人员的工作状况。例如，通过查看巡检路线、指定巡检点的巡检时长等，可判断巡检人员是否按照要求巡视，实现巡检过程的可视化和智能化。在发生紧急情况时，管控中心能第一时间掌握人员和设备的实时位置，及时快速调度和管制，为管理人员提供道路引导帮助。

电力物联网设备对定位技术有行业性的特殊需求。不同于常规物联网定位技术的应用场景，电力物联网设备由于其特殊使用环境和硬件特性，定位技术受到多方面因素的不同程度制约。例如，由于节点布设场景很难保障开放性，信道条件和通信状况往往十分复杂多样。另外，在野外环境中，节点通常由电池供电，能量有限且不易补充，需要采用定位算法足够省电。这些特性，都对电力物联网的定位技术提出了挑战。

无线定位的精度，强烈依赖于测距信号传播时延的测量精度。在复杂信道环境下，测距信号的非视距(Non Line of Sight，NLOS)传播，会导致较大的测距误差，进而降低定位精度。识别并补偿NLOS测距误差是提高定位精度的关键技术。

当前已有的定位技术较多，例如基于WiFi、蓝牙、Zigbee、UWB和RFID等的定位技术。但是，此类技术主要适用于室内定位，覆盖范围有限难以满足大范围内电力物联网设备的定位需求。而且，此类技术往往需要部署较多的节点，成本较高。

基于到达时间(TOA)的定位方法是通过测量无线信号传播时间进而计算距离从而得到最终位置的方法，这种方法需要同时有三个或以上位置已知的基站。观测到达时间差(OTDOA)定位方法，是根据终端到多个基站的无线信号传播的时间差值进行定位。ODTOA方法的定位精度比基于小区ID的方法高，但易受环境的影响。在复杂测距环境中，信号传播受到非视距NLOS障碍阻挡的概率大大提高，信号因为障碍物阻挡导致功率下降而难以被有效检测，从而产生较大的NLOS测距误差。例如，在郊区和农村等开阔地带的定位精度可达到十米，但是在城区由于高大建筑物较多，无线电波信号很难直接从基站到达终端，一般要经过复杂的折射或反射，定位精度会受到影响，定位精度约数十米到数百米。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力物联网设备的无线定位方法、装置及存储介质，能够实现对物联网节点的精确定位。本发明采用的技术方案如下。

一方面，本发明提供一种电力物联网设备的无线定位方法，包括：

周期性获取至少三个定位基站发出的无线定位信号；

根据各周期获取到的无线定位信号，对应各定位基站分别进行信道估计；

根据信道估计结果，计算物联网设备到不同定位基站的距离差；

基于多个周期得到的所述距离差，进行距离差数据卡尔曼滤波处理；