实时定位方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种实时定位方法和系统，所述方法包括步骤：获取定位终端发送的定位同步帧，并记录定位同步帧的到达时间以及定位同步帧的接收信号强度指示；计算初步定位结果；通过位置判决算法从所述初步定位结果中选取最终定位结果。本发明专利技术通过融合TDOA和低频唤醒两种定位技术的优点，在定位区域的边界部署覆盖范围较大的定位基站，并在定位区域内部部署覆盖范围小的地标基站，在获得初步定位结果后，只需要对初步定位结果进行位置判决即可获得准确的最终定位结果，一方面解决了单纯使用TDOA技术时定位基站部署复杂且设备昂贵的问题，另一方面解决了地标天线覆盖范围小需要大量部署而导致成本增加的问题。

【技术实现步骤摘要】
实时定位方法和系统 【
】 本专利技术涉及无线定位技术，特别是涉及一种实时定位方法和系统。 【
技术介绍
】 基于无线电磁波的定位技术，如RFID(Radio Frequency Identification :射频识 别）技术、TOA (Time Of Arrival :到达时间）技术、TDOA (Time Difference of Arrival 到达 时间差）技术、RSSI (Received Signal Strength Indication :接收信号强度指示）技术等， 已经广泛应用在基站定位以及生产车间、物流仓库、学校、监狱等室内或者特殊定位需求的 区域。 TD0A定位技术通过检测信号到达两个基站的时间差，而不是到达的绝对时间来确 定移动台的位置，降低了时间同步要求。采用三个不同的基站可以测到两个TD0A，移动站位 于两个TD0A决定的双曲线的交点上。由于TD0A定位技术极限长度不受限制，使用长极限 能够避免天线间互藕影响，使得定位精度提高，而且信号带宽越大时间测量精度也越高，具 有定位精度高覆盖范围大的特点。但是使用TD0A技术在同一区域必须部署3个以上的定 位基站才能够实现TD0A技术的定位，而且定位基站的部署也有复杂的要求，所以使用TD0A 定位技术成本相对较高。 低频唤醒（Low Frequency Wakeup)技术时通过在定位区域部署地标基站，通过地 标基站的地标天线通过低频通道发送用于唤醒定位终端的天线ID(IDentity :身份标识号 码），每一个地标天线对应一个天线ID，定位终端接收并识别该天线ID后，通过同步帧将天 线ID回传给地标基站，地标基站将接收的同步帧上报至服务器中，由于低频唤醒属于近场 通信，其有效范围为3-5米，所以服务器即可根据该地标ID计算出定位终端的准确位置。正 是因为地标天线低频唤醒的范围较小，所以如果需要实时定位，则需要部署大量的地标基 站，使得部署成本增加。 【
技术实现思路
】 基于此，有必要针对TD0A技术和低频唤醒技术部署成本高的问题，提供一种融合 两者优点以降低成本的实时定位方法和系统。 -种实时定位方法，包括步骤：获取定位终端发送的定位同步帧，并记录定位同步 中贞的到达时间以及定位同步巾贞的接收信号强度指示；计算初步定位结果，所述初步定位结 果包括第一定位结果、第二定位结果以及第三定位结果中的至少两个，其中，通过同一定位 同步帧的不同到达时间计算到达时间差，如果所述到达时间差不少于两个，则根据该到达 时间差计算第一定位结果，所述第一定位结果包括第一定位坐标和定位准确度；如果定位 同步帧中携带有地标天线ID和低频唤醒强度，则提取所述地标天线ID信息和低频唤醒强 度，并通过该地标天线ID利用地标约束算法计算所述第二定位结果，该第二定位结果包括 第二定位坐标和低频唤醒强度；根据接收信号强度指示计算所述第三定位结果，该第三定 位结果包括第三定位坐标；通过位置判决算法从所述初步定位结果中选取最终定位结果。 相应地，本专利技术还提供一种实时定位系统，包括：获取模块，用于获取定位终端发 送的定位同步巾贞，并记录定位同步巾贞的到达时间以及定位同步巾贞的接收信号强度指示；计 算模块，用于计算初步定位结果，所述初步定位结果包括第一定位结果、第二定位结果以及 第三定位结果中的至少两个，其中，通过同一定位同步帧的不同到达时间计算到达时间差， 如果所述到达时间差不少于两个，则根据该到达时间差计算第一定位结果，所述第一定位 结果包括第一定位坐标和定位准确度；如果定位同步帧中携带有地标天线ID和低频唤醒 强度，则提取所述地标天线ID信息和低频唤醒强度，并通过该地标天线ID利用地标约束算 法计算所述第二定位结果，该第二定位结果包括第二定位坐标和低频唤醒强度；根据接收 信号强度指示计算所述第三定位结果，该第三定位结果包括第三定位坐标；位置判决模块， 用于通过位置判决算法从所述初步定位结果中选取最终定位结果。 本专利技术在指定区域的边界设置多个用于接收终端同步帧到达时间的定位基站，以 形成2D定位区域或1D路径，并在指定区域内部署多个地标天线以及用于接收地标天线ID 和接收信号强度指示的地标基站。所述定位基站和地标基站获取到同步帧到达时间、接收 地标天线ID和接收信号强度指示后，分别将该同步帧到达时间、接收地标天线ID和接收信 号强度上报至定位引擎，定位引擎分别用TD0A算法和RSSI算法计算第一定位结果和第三 定位结果，并根据接收地标天线ID获取第二定位结果，并根据位置判决算法确定最终定位 结果。本专利技术通过融合TD0A和低频唤醒两种定位技术的优点，在定位区域的边界部署覆盖 范围较大的定位基站，并在定位区域内部部署覆盖范围小的地标基站，在获得初步定位结 果后，只需要对初步定位结果进行位置判决即可获得准确的最终定位结果，一方面解决了 单纯使用TD0A技术时定位基站部署复杂且设备昂贵的问题，另一方面解决了地标天线覆 盖范围小需要大量部署而导致成本增加的问题。 【【附图说明】】 图1为本专利技术一种实时定位方法实施例一的流程图； 图2为本专利技术一种实时定位方法实施例二的流程图； 图3为本专利技术一种实时定位方法实施例三的流程图； 图4为本专利技术一种实时定位系统实施例一的结构框图； 图5为本专利技术一种实时定位系统实施例二的结构框图； 图6为本专利技术一种实时定位系统实施例三的结构框图。 【【具体实施方式】】 为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进 一步地详细描述。 请参阅图1，其是本专利技术一种实时定位方法实施例一的流程图。一种实时定位方 法，包括步骤： S101 :获取定位终端发送的定位同步帧，并记录定位同步帧的到达时间以及定位 同步帧的接收信号强度指示； 在指定区域的边界设置多个用于接收终端同步帧到达时间的定位基站，以形成2D 定位区域或1D路径，并在指定区域内部署多个地标天线以及用于接收地标天线ID和接收 信号强度指示的地标基站。 S102 :计算初步定位结果； 所述初步定位结果包括第一定位结果、第二定位结果以及第三定位结果中的至少 两个；其中，通过同一定位同步帧的不同到达时间计算到达时间差，如果所述到达时间差不 少于两个，则根据该到达时间差计算第一定位结果，所述第一定位结果包括第一定位坐标 和定位准确度；如果定位同步帧中携带有地标天线ID和低频唤醒强度，则提取所述地标天 线ID信息和低频唤醒强度，并通过该地标天线ID利用地标约束算法计算所述第二定位结 果，该第二定位结果包括第二定位坐标和低频唤醒强度；根据接收信号强度指示计算所述 第三定位结果，该第三定位结果包括第三定位坐标； 地标天线向外发送地标天线ID，如果定位终端接收到该地标天线ID，则定位终端 会被低频唤醒，并将地标天线ID和低频唤醒强度嵌入定位同步帧中，并向外发送。 S103 :通过位置判决算法从所述初步定位结果中选取最终定位结果。 在计算获得初步定位结果后，由于初步定位结果第一定位结果、第二定位结果以 及第三定位结果中的至少两个，所以必须通过位置判决算法从所述初步定位结果中选择最 终定位结果。 所述位置判决算法可以有多种方式，例如，对比各种定位结果的定位精度，选取初 步定位结果中定位精本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时定位方法，其特征在于，包括步骤：获取定位终端发送的定位同步帧，并记录定位同步帧的到达时间以及定位同步帧的接收信号强度指示；计算初步定位结果，所述初步定位结果包括第一定位结果、第二定位结果以及第三定位结果中的至少两个，其中，通过同一定位同步帧的不同到达时间计算到达时间差，如果所述到达时间差不少于两个，则根据该到达时间差计算第一定位结果，所述第一定位结果包括第一定位坐标和定位准确度；如果定位同步帧中携带有地标天线ID和低频唤醒强度，则提取所述地标天线ID信息和低频唤醒强度，并通过该地标天线ID利用地标约束算法计算所述第二定位结果，该第二定位结果包括第二定位坐标和低频唤醒强度；根据接收信号强度指示计算所述第三定位结果，该第三定位结果包括第三定位坐标；通过位置判决算法从所述初步定位结果中选取最终定位结果。

【技术特征摘要】
1. 一种实时定位方法，其特征在于，包括步骤： 获取定位终端发送的定位同步巾贞，并记录定位同步巾贞的到达时间以及定位同步巾贞的接 收信号强度指示； 计算初步定位结果，所述初步定位结果包括第一定位结果、第二定位结果以及第三定 位结果中的至少两个，其中，通过同一定位同步帧的不同到达时间计算到达时间差，如果所 述到达时间差不少于两个，则根据该到达时间差计算第一定位结果，所述第一定位结果包 括第一定位坐标和定位准确度；如果定位同步帧中携带有地标天线ID和低频唤醒强度，则 提取所述地标天线ID信息和低频唤醒强度，并通过该地标天线ID利用地标约束算法计算 所述第二定位结果，该第二定位结果包括第二定位坐标和低频唤醒强度；根据接收信号强 度指示计算所述第三定位结果，该第三定位结果包括第三定位坐标； 通过位置判决算法从所述初步定位结果中选取最终定位结果。2. 根据权利要求1所述的实时定位方法，其特征在于，所述通过位置判决算法从所述 初步定位结果中选取最终定位结果的步骤，具体包括： 如果初步定位结果同时包括第一定位结果、第二定位结果和第三定位结果或者包括第 一定位结果和第二定位结果，则根据系统预设的第一位置选取算法从第一定位结果和第二 定位结果中选取最终定位结果； 如果初步定位结果只包括第一定位结果和第三定位结果，则选取第一定位结果作为最 终定位结果； 如果初步定位结果只包括第二定位结果和第三定位结果，则根据系统预设的第二位置 选取算法确定最终定位结果；所述第二位置选取算法包括：如果低频唤醒强度小于系统预 设的最低阈值，则选取第三定位结果作为最终定位结果，否则，选取第二定位结果作为最终 定位结果。3. 根据权利要求2所述的实时定位方法，其特征在于，所述第一位置选取算法包括： 如果定位准确度大于系统预设的最高额定值，则选取第一定位结果为最终定位结果； 如果定位准确度小于系统预设的最低额定值，则选取第二定位结果作为最终定位结 果； 如果定位准确度位于所述最高额定值和所述最低额定值之间且低频唤醒强度大于系 统预设的最高阈值，则选取第二定位结果作为最终定位结果； 如果定位准确度位于最高额定值和最低额定值之间且所述低频唤醒强度小于等于所 述最高阈值，则选取第一定位结果作为最终定位结果。4. 根据权利要求1所述的实时定位方法，其特征在于，所述获取定位终端发送的定位 同步帧，并记录定位同步帧的到达时间以及定位同步帧的接收信号强度指示步骤，具体包 括： 通过定位基站接收定位终端发送的定位同步帧，并记录该定位同步帧的到达时间； 通过地标基站接收获取定位终端发送的定位同步帧，并记录该接收信号强度指示。5. 根据权利要求1所述的实时定位方法，其特征在于，在所述定位终端发送的定位同 步帧，并记录定位同步帧的到达时间以及定位同步帧的接收信号强度指示步骤之后，进一 步地还包括步骤： 如果定位同步帧包含告警信息，则提取所述告警信息并将该告警信息上传至服务器。 将响应帧下发给定位终端，如果服务器有指示信息，则将所述指示信息嵌入响应帧中， 并将...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾利平，尹章平，
申请(专利权)人：京信通信系统中国有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44