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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：本发明属于目标定位技术领域，具体涉及一种发射站与接收站位置均未知，利用到达时差TDOA与到达角度AOA进行室内发射站与接收站的联合定位方法，本方法适用于超宽带窄脉冲的发射信号。该场景下有一个发射站与一个接收站，且接收站位置未知，所以该定位方法包括发射站与接收站的定位。该方法通过建立一些虚拟站，将墙面反射产生的非视距路径转换为视线路径，是一种只有一个接收站的多路径辅助室内定位方法。将多个虚拟站和真实发射站与接收站之间的角度与时延差测量方程联合起来，利用加权最小二乘的方法进行求解，从而实现发射站与接收站的联合定位。本发明可以准确估计出发射站与接收站的位置，方法简单，效果良好。

主权项：1.一种基于TDOA与AOA的室内发射站与接收站的联合定位方法，定义室内定位环境下包括一个发射站与一个接收站，且接收站位置未知；其特征在于，所述定位方法包括：S1、定义定位环境为长为a，宽为b的长方形镜面房间，以房间一角为原点建立坐标原点，发射站位于房间中并且发射站的坐标为xt,yt；接收站为一个阵列接收站，阵列矢量与x轴夹角为α，定义阵列接收站位于xr,yr处，发射站被镜面房间的四面镜面墙壁反射而形成四个虚拟发射站，定义四个虚拟发射站的坐标分别为-xt,yt，2a-xt,yt,xt,-yt,xt,2b-yt，通过阵列测向，获取发射站本体以及四个虚拟发射站的方位角信息分别为：β＝arctanxt-xr,yt-yr+nβ＝β0+nβ 其中，β为发射站本体的方位角信息，arctanx,y表示复数x+jy的四象限角度，上标0用于表示真实的角度，nβ、分别为五个测量值的噪声，且分别服从方差为σβ、的零均值高斯分布；利用信道信息，获取四个虚拟发射站相对于真实发射站的相对距离差分别为： 其中，d,d1,d2,d3,d4分别代表真实发射站与四个虚拟发射站到接收站的距离；分别为四个测量值的噪声，且分别服从方差为的零均值高斯分布；根据空间向量、角度与距离之间的关系，有：dcosβ0＝xt-xrdsinβ0＝yt-yr即：d＝xt-xrcosβ0+yt-yrsinβ0xt-xrsinβ0＝yt-yrcosβ0将测量值带入，并进行泰勒展开，只保留一次项有：d＝xt-xrcosβ+sinβnβ+yt-yrsinβ-cosβnβ＝xt-xrcosβ+yt-yrsinβ+]xt-xrsinβ-yt-yrcosβ]nβxt-xrsinβ-yt-yrcosβ＝[yt-yrsinβ+xt-xrcosβ]nβ同理，对于第一条多径有： 即： 将测量值带入，并进行泰勒展开，只保留一次项有： 同理，对于第二条多径有： 即： 将测量值带入，并进行泰勒展开，只保留一次项有： 同理，对于第三条多径有： 即： 将测量值带入，并进行泰勒展开，只保留一次项有： 同理，对于第四条多径有： 即： 将测量值带入，并进行泰勒展开，只保留一次项有： 将上述展开后的表达式带入到距离差测量方程得到： 定义测量误差矢量为 引入辅助变量u＝[xt,yt,xr,yr]T，将距离差测量方程写为位置的线性方程组：Aρu＝bρ+ερ其中： 将角度测量方程写为线性方程组：Aβu＝bβ+εβ其中， Cβ＝diag{[yt-yrsinβ+xt-xrcosβ],[yt-yrsinβ1+2a-xt-xrcosβ1],[2b-yt-yrsinβ2+xt-xrcosβ2],[yt-yrsinβ3+-xt-xrcosβ3],[-yt-yrsinβ4+xt-xrcosβ4],0,0,0,0}bβ＝[0-2asinβ12bcosβ200]TS2、将距离差测量方程和角度测量方程联立有：Au＝b+ε其中： 其加权最小二乘解为：u＝ATQ-1A-1ATQ-1b其中，其中E·代表取期望，diag·代表取对角矩阵，由加权最小二乘解估计出发射站与接收站的最终位置。

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百度查询： 电子科技大学 一种基于TDOA与AOA的室内发射站与接收站的联合定位方法