[发明专利]一种UWB下行TDOA实时定位方法和系统

权利要求书

1.一种UWB下行TDOA实时定位方法，基于基站和定位标签，其特征在于，所述定位标签执行以下步骤：

在接收到任何基站发送的报文后，计算下一个定位子帧的时间；

在每个定位子帧唤醒UWB芯片进行报文接收，完成对定位基本单元的接收，并从报文中得到定位参数；其中，所述定位基本单元由连续的两个定位子帧构成，每个定位子帧内包含若干基站按照时分的方式分别发送广播报文，且每个基站的发送时隙之间设有相同的保护时间；

根据定位参数对每一对基站进行距离差分估计；

利用距离差分估计进行位置估计。

2.根据权利要求1所述的UWB下行TDOA实时定位方法，其特征在于，所述基站在工作的定位子帧内，在自身的时隙处发送广播报文，在其余时刻处于接收状态；所述基站在非工作时进行休眠。

3.根据权利要求1所述的UWB下行TDOA实时定位方法，其特征在于，所述报文内包含：帧编号、时隙编号、基站编号、基站坐标、消息的本地发送时间、本基站接收到的前几个其他基站广播报文的本地接收时间。

4.根据权利要求1所述的UWB下行TDOA实时定位方法，其特征在于，所述根据定位参数对每一对基站进行距离差分估计时，采用的计算公式为：其中，T_F为定位子帧的时长，T_r(m)为接收第二个定位子帧内第m个基站报文的时间，T_r(m)′为接收第一个定位子帧内第m个基站报文的时间；T_m为第二个定位子帧第m个基站发送报文时刻相对于解算定义的起始时刻的偏移量；T_r(n)为接收第二个定位子帧内第n个基站报文的时间，T_r(n)′为接收第一个定位子帧内第n个基站报文的时间；T_n为第二个定位子帧第n个基站发送报文时刻相对于解算定义的起始时刻的偏移量；为第二个定位子帧内第n个基站的报文发送时刻，为第一个定位子帧内第n个基站的报文发送时刻；为第二个子帧内第n个基站收到第m个基站报文的接收时间，为第一个子帧内第n个基站收到第m个基站报文的接收时间；TOF_m,n为第m个基站与第n个基站之间的距离，TOF_m-TOF_n表示定位标签到第m个基站与第n个基站之间的距离差分，其中，n＞m。

5.根据权利要求1所述的UWB下行TDOA实时定位方法，其特征在于，所述利用距离差分估计进行位置估计具体为：采用chan算法利用距离差分估计进行位置估计。

6.一种UWB下行TDOA实时定位系统，包括基站和定位标签，所述基站用于发送广播报文，其特征在于，所述定位标签包括：

接收计算模块，用于在接收到任何基站发送的报文后，计算下一个定位子帧的时间；接收提取模块，用于在每个定位子帧唤醒UWB芯片进行报文接收，完成对定位基本单元的接收，并从报文中得到定位参数；其中，所述定位基本单元由连续的两个定位子帧构成，每个定位子帧内包含若干基站按照时分的方式分别发送广播报文，且每个基站的发送时隙之间设有相同的保护时间；

距离差分估计模块，用于根据定位参数对每一对基站进行距离差分估计；

位置估计模块，用于利用距离差分估计进行位置估计。

7.根据权利要求6所述的UWB下行TDOA实时定位系统，其特征在于，所述基站在工作的定位子帧内，在自身的时隙处发送广播报文，在其余时刻处于接收状态；所述基站在非工作时进行休眠。

8.根据权利要求6所述的UWB下行TDOA实时定位系统，其特征在于，所述报文内包含：帧编号、时隙编号、基站编号、基站坐标、消息的本地发送时间、本基站接收到的前几个其他基站广播报文的本地接收时间。