[发明专利]基于到达角度测距的定位方法及装置

说明书

本发明实施例的方法中提出了一种基于到达角度测距的定位方法及装置，接收器天线组在基于各个天线进行入射信号数据采集后，对入射信号数据进行预处理并构建初始样本矩阵；然后，对初始样本矩阵进行重构后生成映射样本矩阵；随后，将映射样本矩阵的损耗进行修正后，对映射样本矩阵内的元素进行调整；最后通过入射角计算模型选择并计算样本之间的相位差，然后根据相位差估计入射信号的角度。该方法将信号本身的误差和环境影响进行修正，从而可以得到更为精确的定位结果。

【技术领域】

本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种基于到达角度测距的定位方法及装置。

【背景技术】

随着5G(5th Generation Mobile Networks，第五代移动通信技术)网络和IoT(Internet of Things，物联网)技术的广泛应用，室内定位将变得越来越重要。室内定位是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。目前，在定位技术领域广泛采用的算法有接收强度算法、到达角度算法、到达时间算法和到达时间差算法。其中又以到达角度算法最为常用，到达角度算法具有精度高、抗干扰性强等特点，但该算法在针对多径效应、噪声、接收信号波动和频率/相位变化等问题时，还有许多技术难点亟待解决。

【发明内容】

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于到达角度测距的定位方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于到达角度测距的定位方法，所述方法包括：

S1、接收器天线组在基于各个天线进行入射信号数据采集后，对所述入射信号数据进行预处理并构建初始样本矩阵；

S2、将所述初始样本矩阵进行重构后生成映射样本矩阵；

S3、将所述映射样本矩阵的损耗进行修正后，对映射样本矩阵内的元素进行调整；

S4、通过入射角计算模型选择并计算样本之间的相位差，然后根据所述相位差估计入射信号的角度。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S1具体包括：

接收器天线组包括N_e个天线，每个天线在周期T内按照顺序进行样本采集，单个天线采集了N个样本为一个小组，切换由下个天线进行入射信号数据采集，合计采集到N_p个样本停止采集，将N_p个样本组成一个入射信号数据包，M＝N_p/N，m＝M/N_e，进行I/Q样本分析，并将入射信号数据包用初始样本矩阵R进行表示为，其中，R的第k列表示为r[k]，其含义为一个入射信号数据包内天线e_k所采集的样本，1≤k≤N_e。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S2具体包括：

将初始样本矩阵R中的元素一一映射到相位为R_φ、幅值为R_A的映射样本矩阵中，其中，1≤k≤N_e，1≤l≤mN，基于I/Q样本分析中，r[k]的离散形式表示为r[k]＝r_I[k]+jr_Q[k]，1≤j≤N_e。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S3具体包括：

S31、构建损耗函数其中，t为函数变量，1≤t≤N_e，f_c为对应入射信号数据包的频率，φ_I和φ_Q分别为I/Q样本对应的相位，A_I和A_Q分别为I/Q样本对应的幅值；

S32、定义