[发明专利]一种基于LoRa的终端设备三维空间定位方法

权利要求书

1.一种基于LoRa的终端设备三维空间定位方法，其特征在于，布置LoRa网关、计算服务器有唯一识别ID编号的LoRa终端设备，所述LoRa网关个数N≥4，N个所述LoRa网关中至少包括4个所述LoRa网关满足三个不共线，四个不共面，N个所述LoRa网关的空间位置坐标已知且N个所述LoRa网关的时间同步；

包括以下步骤：

S1：所述LoRa网关接收所述LoRa终端设备以广播形式发送的带有自身ID编号的数据并计算接收此数据时的RSSI值数据；

S2：所述LoRa网关将接收到的带有所述LoRa终端设备识别ID编号的数据、所述RSSI值数据、所述LoRa网关本身坐标数据以及当前时间戳组成计算数据发送给所述计算服务器；

S3：所述LoRa网关接收所述计算服务器根据所述计算数据计算得到LoRa终端设备在空间中的位置信息；

所述S3中计算服务器计算所述LoRa终端设备在空间中的位置前，先计算所述LoRa网关与所述LoRa终端设备之间的距离d，包括以下步骤：

S301：分别通过RSSI算法和TDOA算法计算所述LoRa网关与所述LoRa终端设备之间的距离d_i和

S302：计算所述LoRa网关与所述LoRa终端设备之间的距离其中α为权值。

2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa的终端设备三维空间定位方法，其特征在于，计算距离d_i的公式为：d_i＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n))，其中，A为LoRa终端设备与LoRa网关相隔1米时收发信号强度的绝对值，n为环境衰减因子，在布置LoRa网关位置之前需要进行测量给出。

3.根据权利要求1所述的一种基于LoRa的终端设备三维空间定位方法，其特征在于，S3中计算服务器计算LoRa终端设备在空间中的位置的方式为：

λ_n-1＝d_n²-d₁²-x_n²+x₁²-y_n²+y₁²-z_n²+z₁²

其中，(x_n,y_n,z_n)为第n个LoRa网关的坐标，(x，y，z)为LoRa终端设备的坐标，d_n为LoRa终端设备到第n个LoRa网关的距离。

4.根据权利要求3所述的一种基于LoRa的终端设备三维空间定位方法，其特征在于，若

为AB＝C,则矩阵A的秩r(A)和增广矩阵的秩r(A|C)满足r(A)＝r(A|C)＝3。