一种定位仪及其定位方法技术

一种定位仪，包括控制单元、射频开关和天线，所述射频开关包括控制端射频开关和天线端射频开关，所述控制单元连接所述控制端射频开关，所述控制端射频开关连接功率放大器的输入端，所述功率放大器的输出端连接所述天线端射频开关，所述天线端射频开关连接所述天线，所述控制单元和所述功率放大器均连接于电源。功率放大器能够提升定位仪发射功率，从而增加通讯距离，效果明显，信号发射距离能够更远，应用范围大大扩大。

Positioning device and positioning method thereof

A positioning device, which comprises a control unit, a radio frequency switch and antenna, the radio frequency switch comprises a control terminal RF switch and antenna RF switch, the control unit is connected to the control end of RF switch, the control terminal RF switch is connected with the input terminal of the power amplifier, the output of the power amplifier is connected to the end the antenna RF switch, the antenna RF switch is connected with the antenna, wherein the control unit and the power amplifier are connected to the power supply. The power amplifier can improve the transmitting power of the localizer, thereby increasing the communication distance, the effect is obvious, the signal transmitting distance can be further, and the application range is greatly enlarged.

【技术实现步骤摘要】
一种定位仪及其定位方法
本专利技术属于电磁波定位领域，尤其是一种定位仪及其定位方法。
技术介绍
测距技术是人类最基礎的测试技术。从日常生活、工业测量、大地测量、航海、航空、航天、宇宙探测、气象探测到军事斗争，无处不在，无时不用。现存的测距仪，按工作信号物理性质分，有超声波测距仪、激光测距仪、电磁波测距仪等。雷达就是一种用途广范的电磁波(或激光，或超声波)测距仪。现存各种测距方法的共同缺点是测量精度不高，且与工作信号频率相关、抗干扰能力差，电磁波发射距离短，局限性大，无法运用于大型场地，比如足球场上的球员定位。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中电磁波定位仪的电磁波发射距离较短，局限性大的问题，实现了一种能使信号发射距离扩大数倍以上的定位仪。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种定位仪，包括控制单元、射频开关和天线，所述射频开关包括控制端射频开关和天线端射频开关，所述控制单元连接所述控制端射频开关，所述控制端射频开关连接功率放大器的输入端，所述功率放大器的输出端连接所述天线端射频开关，所述天线端射频开关连接所述天线，所述控制单元和所述功率放大器均连接于电源。功率放大器能够提升定位仪发射功率，从而增加通讯距离，效果明显，信号发射距离能够更远，应用范围大大扩大。作为优选，所述控制端射频开关和所述天线端射频开关之间连接有接收信号放大器，所述天线端射频开关连接所述接收信号放大器的输入端，所述控制端射频开关连接所述接收信号放大器的输出端，所述接收信号放大器连接所述电源。定位仪定位距离扩大之后，为了保证接收信号的精准性，在接收回路上增加一个接收信号放大器，放大了接收信号的强度，减少误差。作为优选，所述电源的输出端分别连接升压模块和降压模块，所述功率放大器连接所述升压模块，所述升压模块连接所述控制单元，所述接收信号放大器连接所述降压模块，所述降压模块连接所述控制单元。因为功率放大器需要使用5V的电源工作，而控制单元的供电为3.3V，因此，在电源的输出端设置升压模块，使得升压模块连接功率放大器；而接收信号放大器则需要比3.3V还低的电压，因此，电源通过一个降压模块在连接接收信号放大器，实现只需提供一个电源即可给各模块提供不同电压的供电。所述升压模块和所述控制单元之间设有一个提高芯片驱动能力的缓冲模块，所述缓冲模块连接所述控制端射频开关和所述天线端射频开关，所述缓冲模块连接所述功率放大器。缓冲模块输入信号为控制单元信号，输出信号控制射频开关切换，缓冲模块可以提高控制单元的驱动能力，防止出现阻抗过低无法驱动的情况。所述定位仪的定位方法，在同一平面上，该定位方法分为以下几步：A、两个所述定位仪分别设于起讫点，假设起点定位仪为A点定位仪，讫点定位仪为B点定位仪；B、A点定位仪发送信号给B点并开始计时；C、B点定位仪接收到信号开始计时并回传信号；D、A点定位仪接收到B点定位仪回传的信号计时结束，记为△t，同时A点定位仪再次发送信号给B点定位仪；E、B点定位仪再次接收信号，B点定位仪计时结束，记为△t’；F、A点定位仪和B点定位仪根据各自的时间差△t和△t’分别计算出距离，实现A点定位仪和B点定位仪之间的测距。在同一平面上，至少已知两个点，测该平面上的第三个点，假设两个已知点为A点定位仪和B点定位仪，待测点为C点定位仪，分为以下几步：A、A点定位仪与C点定位仪相互定位；B、B点定位仪与C点定位仪相互定位；C、控制单元根据A点定位仪至C点定位仪的距离，B点定位仪至C点定位仪的距离，确定C点定位仪在该平面上的两个位置。待测点C到AB点距离为a、b，以A、B为圆心，a、b为半径画圆，两圆相交点就是C点坐标。（除了相切，否则两个圆相交存在两个交点）。在实际应用场景中，比如球场。可以在球场边缘设置已知点，则待测点即在球场内，可以确定待测点的方向，通过两个已知点对待测点测出的两个可能位置，就可以确定实际所在位置。在同一平面上，已知三个点，测该平面上的第四点，假设三个已知点为A点定位仪、B点定位仪和C点定位仪，待测点为D点定位仪，分为以下几步：A、A点定位仪与D点定位仪相互定位；B、B点定位仪与D点定位仪相互定位；C、C点定位仪与D点定位仪相互定位；D、控制单元根据A点定位仪至D点定位仪的距离，B点定位仪至D点定位仪的距离，C点定位仪至D点定位仪的距离，可以确定D点定位仪在该平面上的坐标。待测点D到ABC点距离为a、b、c，以A、B、C为圆心，a、b、c为半径画圆，三个圆相交点就是D点坐标。在同一平面上，已知超过三个点，测该平面上的待测点，假设三个已知点为A点定位仪、B点定位仪、C点定位仪、D点定位仪和E点定位仪，待测点为F点定位仪，分为以下几步：A、A点定位仪与F点定位仪相互定位；B、B点定位仪与F点定位仪相互定位；C、C点定位仪与F点定位仪相互定位；D、D点定位仪与F点定位仪相互定位；E、E点定位仪与F点定位仪相互定位；F、通过待测点到多个已知点的距离，对待测点进行定位，解算出该平面内多个可能的待测点坐标；G、根据多个测得的坐标点，通过求最优解的算法计算得出待测点在该平面内的最终坐标。在不同平面上，至少三个已知点，测第四个点，假设三个已知点为A点定位仪、B点定位仪和C点定位仪，待测点为D点定位仪，分为以下几步：A、A点定位仪与D点定位仪相互定位；B、B点定位仪与D点定位仪相互定位；C、C点定位仪与D点定位仪相互定位；D、控制单元根据A点定位仪至D点定位仪的距离，B点定位仪至D点定位仪的距离，C点定位仪至D点定位仪的距离，可以确定D点定位仪在空间中的两个坐标。在不同平面上，至少四个已知点，测第五个点，假设四个已知点为A点定位仪、B点定位仪、C点定位仪和D点定位仪，待测点为E点定位仪，分为以下几步：A、A点定位仪与E点定位仪相互定位；B、B点定位仪与E点定位仪相互定位；C、C点定位仪与E点定位仪相互定位；D、D点定位仪与E点定位仪相互定位；E、控制单元根据A点定位仪至E点定位仪的距离，B点定位仪至E点定位仪的距离，C点定位仪至E点定位仪的距离，D点定位仪至E点定位仪的距离，确定E点定位仪在空间中的位置。在不同平面上，至少五个已知点，测待测点，假设五个已知点为A点定位仪、B点定位仪、C点定位仪、D点定位仪和E点定位仪，待测点为F点定位仪，分为以下几步：A、选取ABCD四个已知点，测得待测点坐标；B、通过四个已知点的不同组合，ACDE、ABDE、ABCE、BCDE对待测点F进行多次定位，测得多个待测点坐标；C、根据多个测得的坐标点，通过求最优解的算法计算得出待测点的最终坐标。由于测得的坐标值是带系统误差的坐标，比如正确的坐标是（1,1,1），实际上测得的坐标为（1±0.1,1±0.1,1±0.3），为了更加精确的得到待测点坐标，本专利技术通过求最优解的算法来消除误差。理论上，当待测点D到已知点A、B和C的距离为a、b、c，以A、B、C为圆心，a、b、c为半径画圆，三个圆相交点就是D坐标。但是，在实际应用中，a、b、c存在误差，导致三个圆不可能完全相交在同一个点上，因此先计算出三个圆所有的交点D、D‘、D’’等，取坐标最近的三个点，排除掉其他明显错误的点，得到D、D‘、D’’。二维中，根据三个点的X、Y最大值、最小值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定位仪，包括控制单元、射频开关和天线，其特征在于：所述射频开关包括控制端射频开关和天线端射频开关，所述控制单元连接所述控制端射频开关，所述控制端射频开关连接功率放大器的输入端，所述功率放大器的输出端连接所述天线端射频开关，所述天线端射频开关连接所述天线，所述控制单元和所述功率放大器均连接于电源。

【技术特征摘要】
1.一种定位仪，包括控制单元、射频开关和天线，其特征在于：所述射频开关包括控制端射频开关和天线端射频开关，所述控制单元连接所述控制端射频开关，所述控制端射频开关连接功率放大器的输入端，所述功率放大器的输出端连接所述天线端射频开关，所述天线端射频开关连接所述天线，所述控制单元和所述功率放大器均连接于电源。2.根据权利要求1所述的一种定位仪，其特征在于：所述控制端射频开关和所述天线端射频开关之间连接有接收信号放大器，所述天线端射频开关连接所述接收信号放大器的输入端，所述控制端射频开关连接所述接收信号放大器的输出端，所述接收信号放大器连接所述电源。3.根据权利要求1所述的一种定位仪，其特征在于：所述电源的输出端分别连接升压模块和降压模块，所述功率放大器连接所述升压模块，所述升压模块连接所述控制单元，所述接收信号放大器连接所述降压模块，所述降压模块连接所述控制单元。4.根据权利要求1或3所述的一种定位仪，其特征在于：所述升压模块和所述控制单元之间设有一个提高芯片驱动能力的缓冲模块，所述缓冲模块连接所述控制端射频开关和所述天线端射频开关，所述缓冲模块连接所述功率放大器。5.采用权利要求1所述的一种定位仪的定位方法，其特征在于：在同一平面上，两个定位仪相互定位的方法分为以下几步：A、两个所述定位仪分别设于起讫点，假设起点定位仪为A点定位仪，讫点定位仪为B点定位仪；B、A点定位仪发送信号给B点并开始计时；C、B点定位仪接收到信号开始计时并回传信号；D、A点定位仪接收到B点定位仪回传的信号计时结束，记为△t，同时A点定位仪再次发送信号给B点定位仪；E、B点定位仪再次接收信号，B点定位仪计时结束，记为△t’；F、A点定位仪和B点定位仪根据各自的时间差△t和△t’分别计算出距离，实现A点定位仪和B点定位仪之间的测距。6.根据权利要求5所述的一种定位仪的定位方法，其特征在于：在同一平面上，至少已知两个点，测该平面上的第三个点，假设两个已知点为A点定位仪和B点定位仪，待测点为C点定位仪，分为以下几步：A、A点定位仪与C点定位仪相互定位；B、B点定位仪与C点定位仪相互定位；C、控制单元根据A点定位仪至C点定位仪的距离，B点定位仪至C点定位仪的距离，确定C点定位仪在该平面上的两个位置。7.根据权利要求5或6所述的一种定位仪的定位方法，其特征在于：在同一平面上，已知三个点，测该平面上的第四点，假设三个已知点为A点定位仪、B点定位仪和C点定位仪，待测点为D点定位仪，分为以下几步：A点定位仪与D点定位仪相互定...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘力上，
申请(专利权)人：刘力上，
类型：发明
国别省市：浙江,33