[发明专利]一种基于移动终端监测的信号发射台站定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号发射台站定位方法，特别涉及一种基于移动终端监测的信号发射台站定位方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

目前，随着现阶段无线电业务的爆炸性增长，空中频谱环境变得越发复杂，对于无线电频谱的监管变得极具挑战。在复杂多变的频谱环境下，无论对于政府还是民用，对与无线电频谱环境的监管变得尤为重要。不但要对接收到的信号进行存储和分析同时还需要对信号发射台站位置的估计。而在无线电频谱监管中所应用的定位技术可以称之为被动定位技术。

传统的定位技术一般分为两个步骤，首先需要获得定位目标的相关参数，之后需要根据获得的参数对目标的位置进行估计。根据获得目标的参数不同，有分为波达时间差估计(Time Difference of Arrival，简称TDOA)，波达时间估计(TOA)，波达角度估计(AOA)以及接收信号强度估计(RSS)。传统的定位技术中，TDOA技术最常被人们使用，这种方法可以有效减小获取时戳时产生的误差的影响，并能够获得非常准确的估计结果。

传统的TDOA技术关键问题是获得不同监测位置之间延时的时差。通过时差信息，结合光速等常量构建双曲线方程，对方程求解以达到对发射台位置估计的目的。由于最小二乘法是非常经典的方法用于最大似然估计求解，故一般在TDOA的技术方案中通常采用最小二乘法来估计目标的位置。首先将高次方程化简为线性方程，之后再应用最小二法，采用矩阵的方式对方程求解。

在专利号为00805796.6的中国专利中，公开了一种同步网中移动台定位的方法和装置，也是被动定位技术。其中在远端台利用参考导频信号到达时间差作为时间基准进行定位。其中根据这些测量决定远端台的位置，将该发明归为TDOA问题。该技术主要创新点在于通过导频信号的到达时间差来构建TDOA方程，从而达到对目标台位置估计的目的。从该项专利可以看出，如何获得目标台与接收台之间的时间差是TDOA技术的重点。另外，在专利号为201010598701.1的中国发明专利中，公开了一种基于监测节点呈圆周分布的的TDOA算法。该专利中则主要解决的是，在利用最小二乘法解决线性方程的时候，如果监测节点呈圆周分布且目标节点处于圆心0.2倍半径范围内会造成定位误差比较大的问题。从这篇专利中可以看出，在能够获得时差信息的同时，需要通过一些技术的创新点来解决在求解方程中可能遇到的问题。

综上，针对现有的TDOA技术进行分析，发现现阶段所有的TDOA定位技术都是针对于多个监测站点同时接收信号，从而达到定位目标台站的目的。也就是说，传统的TDOA技术要求多个监测站点，互相同步，同时接收到的信号进行处理，从而获取信号到达各个监测点时延差的信息。在获得时差信息后，则构建方程求解，估计目标台站的位置。然而有些时候，需要对非法的台站进行位置估计，建立起多个监测点对信号进行监测耗费资源。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：采用单一可移动的移动终端完成对目标台站的定位，得到精准的定位结果。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于移动终端监测的信号发射台站定位方法，包括如下步骤：

在不同地理位置接收目标台站的信号，获取地理位置信息和时间信息；

按照不同地理位置的信号在多个监测点中选取参考点；

通过地理位置信息和时间信息构建TDOA方程；

化简TDOA方程估计目标站台坐标。

其中较优地，所述参考点是信号强度最强的监测点。

其中较优地，所述通过地理位置信息和时间信息构建TDOA方程的步骤进一步包括：

计算出其他监测点与参考点之间的时延差信息；

获得每个监测点到目标台站的距离与参考点到目标台站的距离之差；

结合TDOA技术构建双曲线方程并化简。

其中较优地，所述时延差信息通过下式计算：

Δτ_i.1＝d_i-d₁

其中，Δτ_i.1表示监测点与参考点之间的时延差，d_i表示目标台站到监测点时间信号的传输延时，d₁表示目标台站到参考点时间信号的传输延时。

其中较优地，所述监测点到目标台站的距离与参考点到目标台站的距离之差按下式计算：