[发明专利]一种标签被动定位方法

权利要求书

1.一种标签被动定位方法，该方法通过在区域内部署多个已知坐标的锚节点，标签被动接受锚节点所发出的定位广播包，来计算标签的坐标，其特征是包括如下步骤：

1）区域内第1个锚节点发出定位广播包；

2）第2个锚节点，第3个锚节点和标签接收到第1个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；第2个锚节点接收到上述定位广播包后，经过一段时间延迟（包括逻辑处理与器件延迟等），发出定位广播包；

3）第3个锚节点，第4个锚节点和标签接收到第2个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；第3个锚节点接收到上述定位广播包后，计算该定位广播包到达时间与来自第1个锚节点的定位广播包的到达时间之差，经过一段时间延迟（包括逻辑处理与器件延迟等）后，发出定位广播包，并将上述时间差作为定位广播包数据负载；

4）第4个锚节点，第5个锚节点和标签接收到第3个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；标签读出定位广播包的数据负载；

5）第4个锚节点接收到上述定位广播包后，计算该定位广播包到达时间与来自第2个锚节点的定位广播包的到达时间之差，经过一段时间延迟（包括逻辑处理与器件延迟等）后，发出定位广播包，并将上述时间差作为定位广播包数据负载；

重复上述步骤，第i个锚节点所发出的定位广播包被第i+1个锚节，第i+2个锚节点和标签所接收，第i+1个锚节，第i+2个锚节点和标签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；标签读出定位广播包的数据负载；第i+1个锚节点接收到上述来自第i个锚节点所发出的定位广播包后，计算该定位广播包到达时间与来自第i-1个锚节点的定位广播包的到达时间之差，经过一段时间延迟（包括逻辑处理与器件延迟等）后，发出定位广播包，并将上述时间差作为定位广播包数据负载；

直到所有锚节点都依次发出定位广播包后，上述发送操作停止；

6）标签接收到所有锚节点依次发出的定位广播包后，将标签所记录的各锚节点定位广播包到达时间和各个定位广播包的数据负载上传到解算单元；

7）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所述的一种标签被动定位方法，其特征在于，各个锚节点之间以及锚节点与标签之间不需要时钟同步。

3.根据权利要求1所述的一种标签被动定位方法，其特征在于，步骤1）步骤2）步骤3）步骤4）步骤5）所述的定位广播包具备如下4个特征：1）可以被一定范围内的锚节点和标签所接收；2）包含发送设备（包括锚节点与标签）的标识；3）采用接收设备（包括锚节点与标签）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4）有数据负载。

4.根据权利要求1所述的一种标签被动定位方法，其特征在于，步骤7）所述解算单元对于接收到的数据进行处理，获得以各标签坐标为变量的方程组，该方程组中的各个方程形式如下： 

Fm0a(i) – Fm0a(i-1)  = Tm0a(i) - Tm0a(i-1) - G(i) +  Fa(i)a(i+1) - Fa(i-1)a(i+1)，

其中，Fm0a(i)表示第i个锚节点所发出的定位广播包到达标签所需要的时间，Fm0a(i-1)表示第i-1个锚节点所发出的定位广播包到达标签所需要的时间，Tm0a(i)表示第i个锚节点所发出的定位广播包到达标签的相对于标签本地时钟的相对时间，Tm0a(i-1) 表示第i-1个锚节点所发出的定位广播包到达标签的相对于标签本地时钟的相对时间，G(i)表示第i+1个锚节点所发出的定位广播包的数据负载，Fa(i)a(i+1)表示第i+1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，Fa(i-1)a(i+1) 表示第i+1个锚节点所发出的定位广播包到达第i-1个锚节点所需要的时间；

上述等式左侧是不同锚节点所发出的定位广播包到达标签的时间差，右侧是实测值和已知值；假设区域内有N个锚节点，对于每个标签有N-2个上述形式的方程，组成方程组。