[发明专利]用于确定移动式发射器位置和方向的方法和装置

权利要求书

1.一种用于确定移动式发射器位置和方向的方法，所述移动式发射器具有至少两个线性极化天线，并设置为相互之间具有一预定角度，其中，位置已知的多个接收器可与所述移动式发射器同步，每个接收器接收通过圆极化天线发射出的具有预定载波频率的信号，所述方法包括以下步骤：

建立所述移动式发射器与接收器之间传输路径的理论场模型，所述理论场模型限定了载波相位测量值，

在卡尔曼滤波器中实现所述理论场模型，

根据所述载波相位测量值和/或到达时间值的测量值评估接收器信号，

在卡尔曼滤波器中，借助所述理论场模型和从所述接收器信号中确定的所述载波相位测量值和/或到达时间值的测量值确定所述移动式发射器的位置和方向。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述理论场模型如此建立：

确定由发射天线产生的电磁场，其中所述发射天线的已知位置和方向是预定的，

在位置已知的各个接收器上建立由所述发射天线产生的场强，以电磁场的向量场表示，

借助向量场表示的场强的成分，确定由各个接收器的圆天线感应产生的复杂电流，其中所述圆天线由两个线性偶极子模拟，

建立由电流产生的相位角，作为载波相位测量值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当确定由所述圆天线的两个线性偶极子模拟的方式感应的电流时，考虑90度的移相。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，通过赫兹偶极子场方程或在所述发射天线的场强球体分布上的真实测量值确定由发射天线产生的电磁场，并记录在表中。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，使用以余弦矩阵或四元数形式的旋转矩阵转换发射坐标系统和接收坐标系统至参考坐标系统。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，各发射天线的所述理论场模型相对于各接收器建立。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述发射器和所述接收器借助TDOA方法并利用位置已知的附加的同步接收器和/或通过设置在所述发射器和接收器中的时钟的连续误差评估进行同步。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述相位测量值和/或到达时间值利用校准值修正，所述校准值借助已知位置和方向的参考发射器产生。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述卡尔曼滤波器通过所有接收器得到的载波相位测量值和到达时间值确定位置坐标和方向。

10.一种用于确定移动式发射器位置和方向的装置，所述移动式发射器具有至少两个线性极化天线，并设置为相互之间具有一预定角度，包括位置已知的多个接收器可与所述移动式发射器同步，每个接收器接收通过圆极化天线发射出的具有预定载波频率的信号，

包括卡尔曼滤波器，其中通过确定所述卡尔曼滤波器的相位测量值，实现了移动式发射器与接收器之间传输路径的理论场模型，

并且包括评估设备，用于根据载波相位测量值和/或到达时间值来评估接收器提供的接收器信号，

其中，所述卡尔曼滤波器被设计成借助所述传输路径的理论场模型以及由所述评估设备提供的载波相位测量值和/或到达时间值来确定所述移动式发射器位置和方向。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述卡尔曼滤波器为无迹卡尔曼滤波器。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，提供优选以锁相方式连接的至少三个接收器，用于形成移动式发射器的定位系统。