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一種tdoa定位系統中采用距離建模的定位方法
【專利摘要】本發明涉及一種TDOA定位系統中采用距離建模的定位方法，TDOA是指兩個或多個固定定位站發射的信號到達同一個目標的時間差。在TDOA定位系統中，自身位置未知的目標接收兩個固定定位站發射的信號，測量這兩個發射信號到達目標的時間差，然后計算出目標到固定定位站的距離差，用距離差進行建模，從而得到目標的當前位置。本發明無需求解距離差方程，可以避免使用和求解非線性方程組，只需求解一個三元一次方程組和一個一元二次方程就可以得到目標的位置坐標，完成定位任務。該方法得到的模型較為簡單，計算量小，簡化了運算，定位速度快，可以滿足更多領域的定位需求。
【專利說明】-種TDOA定位系統中采用距離建模的定位方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬于導航定位領域，具體涉及一種TD0A定位系統中采用距離建模的定位 方法，可以應用于導航定位領域。

【背景技術】
[0002] TD0A定位系統通常用距離差進行建模。假設目標的未知坐標為（X，y，z)，固定定 位站的坐標為（xl，yl，zl)和（x2, y2, z2)，兩個固定站發射的信號到達目標的時間差為 Λ t，c為光速（以下同），則可以得到如下的距離差方程：
[0003]

【權利要求】
1. 一種TDOA定位系統中采用距離建模的定位方法，其特征在于：以固定定位站中的一 個為基準站，其它站為參考站，定位步驟如下： 步驟1 :以基準站的位置中心為原點，建立定位坐標系，定位坐標系的三軸與原來的坐 標指向相同且平行；所述基準站在當前坐標系下的坐標值為（〇, 〇, 〇)，在原坐標系下的坐 標為（x〇, y〇, z0); 步驟2 :將所有參考站的坐標以基準站的坐標值變換當前定位坐標系下的坐標；所述 其它參考站在當前坐標系下的坐標（xi，yi，zi), i = 1?N, N為參考站的數目，i為N個 參考站中的第i個參考站；第i個參考站在原坐標系下的坐標為（xi+x〇, yi+y〇, zi+zO); 步驟3 :目標接收各個定位站同時發射的信號，測量每一個參考站與基準站之間的到 達時間差Δ tp i = 1?N ; 步驟4 :根據目標到基準站和參考站之間的距離，建立距離模型方程： -2xix-2yiy-2ziz = 2c · Δ tj · R+ (c · Δ tj)2- (x^+y^+Zj2) 其中：c為光速；R為目標到基準站的距離；(x，y，z)為目標的未知坐標； 步驟5 :求解距離模型方程，得到（X，y，z)的關于R的表達式； 步驟6 :將步驟5得到的表達式代入x2+y2+z2 = R2,得到一個R的一元二次方程，求解 得到目標到基準站的距離R; 步驟7 :將R代入目標坐標X、y、z關于R的表達式： -2xix-2yiy-2ziz = 2c · Δ tj · R+ (c · Δ tj)2- (x^+y^+Zj2) 計算目標的未知坐標（X，y，Z)的數值； 步驟8:將未知坐標（x，y，z)的數值分別對應加上基準站在原坐標系下的坐標為（xO， y0, z0)，就得到需要定位的目標在原坐標系下的位置坐標（x+xO, y+yO, z+zO)。
【文檔編號】G01S5/00GK104090261SQ201410292986
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】盧山, 張燕青 申請人:西安電子工程研究所