[发明专利]一种标签主动向锚节点发出信号实现定位的方法

权利要求书

1.一种标签主动向锚节点发出信号实现定位的方法，该方法通过在区域内部署多个已知坐标的锚节点，标签主动向锚节点发出定位广播包，根据上述信号到达各个锚节点的时间差来计算标签的坐标，其特征是包括如下步骤：

1）各个锚节点由时间或事件触发，发出定位广播包；同时接收其他锚节点所发出的定位广播包，得到发送锚节点标识，计算该定位广播包相对于本地时钟的准确到达时间，并记录；

2）各个标签要求定位时，发出定位广播包；锚节点接收标签所发送的定位请求广播包，得到发送标签标识，计算该定位广播包相对于本地时钟的准确到达时间，并记录；

3）锚节点将上述发送标签标识和相对于本地时钟的准确到达时间，以及步骤1）中所记录的其他锚节点所发出的定位广播包相对于本地时钟的准确到达时间和发送锚节点标识一同上传到指定的集中解算单元；

4）集中解算单元对于接收到的上述数据进行处理，获得以标签坐标为变量的方程组，求解上述方程组，得到标签的坐标。

2.根据权利要求1所述的一种标签主动向锚节点发出信号实现定位的方法，其特征在于，各个锚节点之间以及各个锚节点与标签之间不需要时钟同步。

3.根据权利要求1所述的一种标签主动向锚节点发出信号实现定位的方法，其特征在于，步骤1）所述的各个锚节点发出定位广播包，不要求各个锚节点按照特定顺序发送定位广播包。

4.根据权利要求1所述的一种标签主动向锚节点发出信号实现定位的方法，其特征在于，步骤1）步骤2）所述定位广播包具备如下三个特征：1）可以被一定范围内的其它设备（锚节点）所接收；2）包含发送设备（锚节点和标签）标识；3）采用接收设备（锚节点）易于计算到达时间的信号调制方式如CSS（线性调频扩频）调制或者采用UWB（超宽带）信号。

5.根据权利要求1所述的一种标签主动向锚节点发出信号实现定位的方法，其特征在于，步骤4）所述的集中解算单元对于接收到的上述数据进行处理，获得以标签坐标为变量的方程组，组成方程组的各方程形式如下： 

Fm0ai – Fm0aj = (Taim0 – Taiak) -  (Tajm0 – Tajak) - (Faiak – Fajak)，

其中，Fm0ai表示标签所发出的定位广播包到达第i个锚节点所需要的时间，Fm0aj表示标签所发出的定位广播包到达第j个锚节点所需要的时间，Taim0表示第i个锚节点接收到标签所发出的定位广播包的相对第i个锚节点时钟的准确到达时间，Taiak表示第i个锚节点接收到第k个锚节点所发出的定位广播包的相对第i个设备时钟的准确到达时间，Tajm0表示第j个锚节点接收到标签所发出的定位广播包的相对第j锚节点时钟的准确到达时间，Tajak表示第j个锚节点接收到第k个锚节点所发出的定位广播包的相对第j个设备时钟的准确到达时间，Faiak 表示第k个锚节点所发出的定位广播包到达第i个锚节点所需要的时间，Fajak 表示第k个锚节点所发出的定位广播包到达第i个锚节点所需要的时间；

上述方程左侧是标签坐标的函数，右侧是实测值和已知值；区域内有N个锚节点的情况下，对于每个标签有N*(N-1)/2个上述形式的方程，组成方程组。