一种基于场景系数的室内三维定位方法技术

本发明专利技术属于移动通讯领域，特别涉及一种基于场景系数的室内三维定位方法。本发明专利技术包括通过基站个数和信号在基站与终端之间的传播时间确定场景系数；通过场景系数修正视距传播环境和非视距传播环境下的到达时间数据；运用修正后的到达时间数据，结合无线电信号的传播速度，计算出终端到基站的距离；运用勾股定理原理将基站的三维坐标进行降维，同时通过勾股定理进一步修正终端到基站的二维平面距离；根据终端的二维坐标，结合基站的三维坐标以及终端到该基站的视距传播距离，将终端二维坐标转化为空间的三维坐标。本发明专利技术提供一种基于场景系数的室内三维定位方法，能够有效避免时钟误差和非视距传播环境误差。

An Indoor Three-Dimensional Location Method Based on Scene Coefficient

The invention belongs to the field of mobile communication, in particular to an indoor three-dimensional positioning method based on scene coefficient. The invention includes determining scene coefficients by the number of base stations and the propagation time of signals between base stations and terminals; correcting the arrival time data in line-of-sight propagation environment and non-line-of-sight propagation environment by scene coefficients; calculating the distance between base stations and terminals by using the corrected arrival time data and combining the propagation speed of radio signals; and applying the Pythagorean theorem to calculate the three base stations. Dimensional coordinates are reduced, and the two-dimensional plane distance from the terminal to the base station is further corrected by Pythagorean theorem. According to the two-dimensional coordinates of the terminal, combined with the three-dimensional coordinates of the base station and the distance from the terminal to the base station, the two-dimensional coordinates of the terminal are transformed into three-dimensional coordinates of the space. The invention provides an indoor three-dimensional positioning method based on scene coefficient, which can effectively avoid clock error and non-line-of-sight propagation environment error.

【技术实现步骤摘要】
一种基于场景系数的室内三维定位方法
：本专利技术属于移动通讯领域，特别涉及一种基于场景系数的室内三维定位方法。
技术介绍
：随着无线通信网络和移动互联网的蓬勃发展，提供基于地理位置信息的服务(LocationBasedService，简称LBS)已经成为最具市场前景和发展潜力的业务之一。目前从事室内定位和导航服务的方法主要有，基于室内密集分布的WiFi设备与手机之间的通信方式进行定位的方法和基于运营商无线通信基站的方式对手机进行定位的方法。与基于室内密集分布的WiFi设备与手机之间的通信方式进行定位相比，基于运营商无线通信基站的方式对手机进行定位，则可以规避wifi覆盖范围有限和信号不稳定、成本难收回等问题。商用基站的覆盖范围、信号质量均优于WiFi，而且，用户也期望自己的手持终端能够随时保持对基站设备的接入。同时，运营商推进定位服务的盈利模式清晰，在基础的数据服务之外，还可以通过为用户提供增值服务而促进运营商的业务发展。基于通信基站的定位问题研究，在科研和工业界都吸引了极高的关注。求解分析基站定位相关问题的有创新性和可实现性强的算法，都将有可能被快速部署到现代商业通信网络中，带来巨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于场景系数的室内三维定位方法，其特征在于：该基于场景系数的室内三维定位方法步骤包括：步骤1、通过基站个数M和信号在基站与终端之间的传播时间，即无线电信号的到达时间Time Of Arrival简称TOA，数据确定场景系数β；步骤2、通过场景系数β修正视距传播环境Line Of Sight propagation简称LOS和非视距传播环境Non‑Line Of Sight简称NLOS下的TOA数据；步骤3、运用修正后的TOA数据Li，结合无线电信号的传播速度c，计算出终端到基站的距离dij；步骤4、运用勾股定理原理将基站的三维坐标进行降维，同时通过勾股定理进一步修正终端到基站的二维平面...

【技术特征摘要】
1.一种基于场景系数的室内三维定位方法，其特征在于：该基于场景系数的室内三维定位方法步骤包括：步骤1、通过基站个数M和信号在基站与终端之间的传播时间，即无线电信号的到达时间TimeOfArrival简称TOA，数据确定场景系数β；步骤2、通过场景系数β修正视距传播环境LineOfSightpropagation简称LOS和非视距传播环境Non-LineOfSight简称NLOS下的TOA数据；步骤3、运用修正后的TOA数据Li，结合无线电信号的传播速度c，计算出终端到基站的距离dij；步骤4、运用勾股定理原理将基站的三维坐标进行降维，同时通过勾股定理进一步修正终端到基站的二维平面距离dij′；步骤5、根据终端的二维坐标(xi,yi)，结合基站的三维坐标(xj,yj,zj)以及终端到该基站的视距传播距离dij，使终端坐标转化为空间的三维坐标(xi,yi,zi)。2.根据权利要求1所述的一种基于场景系数的室内三维定位方法，其特征在于：步骤1详细步骤为：(1)在LOS和NOLS环境下，对基于TOA技术的定位系统测量值无线传播距离进行分析；(2)根据基站的三维坐标和终端的三维坐标，利用欧氏距离公式，求出M个终端到N个基站的直线距离dij，从而计算出LOS的传播时间Lij；(3)运用ti＝Li+ξi+NLi公式，对TOA时间ti数据进行修正，使之无限接近Li，得到修正的TOA数据；(4)根据已经测得的Li的时间，寻找其与ti之间的关系，由于产生NLOS的误差的随机性强，都为正时延的特点，运用线性规划的思想，得到公式Li＝βti，Li为视距传播时间，ti为测量TOA时间，β为场景系数；(5)用平均值刻画TOA整体趋势，为测试用例1中第i个终端的平均TOA时间，N为基站数，M为终端数，用中位数mdi表示代表值；(6)计算第i个终端平均TOA的数据与TOA数据中位数的差值Δti，即根据Δti的波动趋势，可以得出NLOS时延误差对整体TOA数据的影响；经过测试分析可知，当Δti变化波动在150ns以内时，NLOS产生的时延误差相对较小；...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐蕾蕾，喻俊浔，洪微明，王建旭，钟华，吴琪，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司信息通信分公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36