[发明专利]一种等值带加权的无线定位方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统中的定位技术，尤其涉及一种等值带加权无线定位方法及装置。

背景技术

无线定位技术应用越来越广泛，人们常见的GPS是一种卫星定位技术。还有许多近距离的定位技术，如：红外线定位技术、超声波定位技术、无线电定位技术等等，红外线、超声波都可以归入无线信号。无线信号传输的一个基本特点是信号随着传输距离的增加而不断地被衰减，因此，人们常常通过测量接收到的无线信号强度来计算其间的相对距离。无线信号传输的另一个特点是信号随着传输距离的增加而产生时延，人们也可以通过测量接收到的无线信号的时间差来计算其间的相对距离。有了相对距离的数据，再通过多点几何计算的方法，来确定目标最可能存在的区域。如果已知待定位的目标点与三个定位参考点之间的距离R_i，以三个定位参考点所在位置(X_i,Y_i)为圆心，待定位的目标点与三个定位参考点的距离R_i为半径分别画圆，如图1所示，则三个圆的交点即为目标定位点所在的位置。

常规的无线定位技术经过多点采样，获得随着距离变化的时延、电平衰减等信息，再由这些信息，经过多边定位技术估计出目标的位置。这种方法，简单准确，被许多系统选用。但是，无线信号在传输过程中容易受到电磁环境噪声干扰的影响；由于建筑物、车辆等反射，又容易受到多径效应的影响；以及建筑物、植被等遮挡，还会受到非视距传输的影响等等。使得信号的传输随距离的变化并不是线性的。例如，有些无线信号的非视距传播性能不佳，当遇到建筑物时电平衰减严重；有些反射波甚至比经过衰减路径的直射波还要强，简单的多边定位计算常常产生很大的误差。例如，最简单的三点定位时，其中一点的电平受到较大的衰减时，不再有三个圆弧的交点。此时的目标定位近似区域成了一个三角区域，如图2所示。取由三圆组成的区域，交点分别为p₁(x¹,y¹)、p₂(x²,y²)、p₃(x³,y³)。可以认为目标定位点就在图中阴影区域内，一般会取三角形的质心作为目标定位点的估计位置。即这也会因为A、B、C的加权系数的不精确，也会导致最后定位结果出现一定的误差。

实际的应用环境中情况要远比上述情况复杂。当建筑物的外墙遮挡时，对许多无线信号会产生严重的衰减，一堵30厘米墙的衰减在近距离相当于5～10米空间传输距离；在较远距离时，30厘米墙的衰减甚至比30米空间传输距离的衰减还要大。当然可以对公式计算的结果进行修正。但是，当需要定位的目标很多时，计算就非常复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种等值带加权无线定位方法，更加准确的获得定位结果，同时大量简化运算；或者不需要经过复杂运算就可以更准确的获得定位结果。本发明的另一目的在于提供一种等值带加权无线定位装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种等值带加权无线定位方法，包括以下步骤：

（1）依次开启n个定位参考点，任意时刻只开启一个定位参考点；所述n≥3；分别测量每个定位参考点周围的信号信息；

（2对测量得到的信号信息数据量化后分层，为每个定位参考点建立等值带数据库并存储；

（3）依次开启n个定位参考点的信号源，任意时刻只开启一个定位参考点的信号源，需定位的目标定位点采集信号，根据信号信息分别调出各定位参考点对应的等值带、与该等值带相邻的等值带；

（4）将各等值带分别叠放在对应的平面图上，将n个等值带重叠的区域确定为待选目标定位区域；

（5）对步骤（4）中的各等值带赋予加权系数，加权系数根据测量到的信号信息赋值；

（6）分别对各待选区域的所有等值带的加权系数求和，取和值最大的待选目标定位区域为目标定位区域。

一种等值带加权无线定位装置，包括：

信号信息测量单元，在依次开启n个定位参考点时，用于分别测量每个定位参考点周围的信号信息；所述n个定位参考点在任意时刻只开启一个定位参考点；所述n≥3；

信号信息量化存储模块，用于对测量得到的信号信息数据量化后分层，为每个定位参考点建立等值带数据库并存储；