[发明专利]通过位置已知的同步接收器来确定位置未知的发送器的位置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用信号接收器来确定位置未知的信号发送器的位置的方法以及基于该定位方法的定位过程，所述信号接收器彼此同步于共同时间基准且各自位置是已知的；还涉及利用信号接收器来确定位置未知的信号发送器的位置的系统，所述信号接收器彼此同步于共同时间基准且各自位置是已知的。

背景技术

根据第一项现有技术，例如专利申请书WO2005/111654中所述，基于到达时间差的多点定位，通过同步于由GPS指定的共同时间基准的多个雷达来确定无源雷达目标的位置的方法是已知的。

根据第二项现有技术，例如专利申请书WO2011/011360所述，基于按照到达时间差的多点定位，通过能对接近的飞机所发出的信号作出响应的多个应答机来确定接近机场的飞机的位置的方法是已知的。

根据第三项现有技术，例如专利申请书EP2，642，313所述，基于到达时间差的多点定位的一种定位方法也是已知的，该方法利用以每个接收器基于测量由不同接收器接收到的信号轨迹时差阶段之前所收到信号的自相关的算法来提高其精确度并因此减少在接收器与计算单元之间通过的信息量。

发明内容

在所有前述现有技术中，所考虑的定位方法的精确度都是有限的，尤其是因为发送到各个接收器的共同的时间基准值的固有不精确性。

本发明的目的旨在提供一种定位方法，以至少部分地弥补上述不足。

更具体而言，本发明的目的旨在提供一种精确度更高的定位方法，该方法基于到达时间差的多点定位，在所述多点定位之前进行时间重置补偿由接收器所接收并同步的共同时间基准的各值之差。

实际上，由同步的接收器所接收并共同时间基准的各个数值并不是严格相同的并且包括一些不精确性。基于单独一个共同时间基准来对同步的接收器进行时间重置有助于消除这种不精确性。

由各个同步接收器所接收的共同的时间基准值最好是由地理定位系统以绝对基准时间的形式来发送的。在GPS(全球定位系统)的情况下，发送该UTC时间的不精确性约为5个标准差的100毫微秒，这相当于未知发送器的位置的潜在误差约为30米。本发明提出的定位方法要大大降低乃至几乎消除在未知发送器的位置的这种潜在误差。

为此目的，本发明提出了一种利用信号接收器来确定位置未知的信号发送器的位置的方法，所述信号接收器彼此同步于共同时间基准且各自位置是已知的，所述方法包括：基于到达时间差的多点定位步骤，该步骤通过由位置未知的发送器发送并分别由接收器接收信号来实施，其特征在于：所述基于到达时间差的多点定位步骤之前的步骤是评估接收器分别已知的共同时间基准的值之间的时间偏移量的步骤，而且，所述基于到达时间差的多点定位步骤由此通过校正所述时间偏移量以便将接收器重新设定到各个接收器或者各对接收器所共同的单独一个时间基准数值来实施。

时间基准数值对于所有接收器而言可以是共同的。在相对于彼此重置信号的情况下，时间基准数值对于各对接收器而言可以是共同的。在两对接收器之间的基准值可以在它们之间稍有不同，但是比起初始的基准数值要接近得多。

基于到达时间差的多点定位也称为TDOA多点定位(即“到达时间差多点定位”)。

共同的时间基准最好是共享时基的原点，或者是共享时基原点的相位，乃至是用于使接收器能彼此同步的共同的时间基准。

进行校正的目的是重置它们相互之间的时间轴，即，它们在原点的数值，而不改变其刻度，例如，将接收器的采样率设为GPS的时钟频率。

接收器彼此相互同步；将其设置到相同的共同的时间基准，直到该共同的时间基准值的误差，本发明额外的目的是校正所述误差。接收器具有用于采样所接收信号的共同速率。

最好，所述评估步骤：根据接收器以及另一个位置已知的发送器的已知位置，来计算在接收器之间由另一个位置已知的发送器按照与位置未知的发送器不同的频率发送的并且被接收器分别接收到的信号的渡越时间；通过由接收器所接收到的信号之间的交叉相关来测量所述渡越时间差；以及比较所述计算得到的渡越时间差与所述测量得到的渡越时间差，对每个接收器进行所述时间重置。作为替代方案，所述评估步骤：根据接收器以及另一个位置已知的发送器的已知位置，来计算在接收器之间由另一个位置已知的发送器按照与位置未知的发送器相同的频率发送的、但是所述发送时间窗与位置未知的发送器是不同的并且被接收器分别接收到的信号的渡越时间；通过由接收器所接收到的信号之间的交叉相关来测量所述渡越时间差；以及比较所述计算得到的渡越时间差与所述测量得到的渡越时间差，对每个接收器进行所述时间重置。