基于北斗无源信号的无线自组网定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于北斗无源信号的无线自组网定位方法，属于卫星导航技术领域。所述方法通过北斗无源信号接收设备，产生本地位置信息，并上传至无线自组网络。无线自组网络接收多个北斗无源信号接收的本地位置信息，通过中继接力传输至监控系统内部网络，实时显示在地图上，以实现对多个北斗无源信号接收点的实时定位和位置跟踪。本发明专利技术解决了RDSS有源定位模式暴露用户坐标的问题，与北斗有源定位相比，硬件成本低；无线自组网可以多节点配置，网络拓展性好，不受北斗RDSS有源定位接收设备端口数量和位置的限制。

Wireless Ad Hoc Network Location Method Based on Beidou Passive Signal

【技术实现步骤摘要】
基于北斗无源信号的无线自组网定位方法
本专利技术属于卫星导航
，主要涉及基于北斗无源信号的无线自组网定位方法。
技术介绍
北斗卫星导航系统是我国独立自主建造的卫星导航系统。2012年开通以来，为我国国防安全和国民经济建设提供了精确的时空基准和定位导航服务，是我国信息化重大基础设施之一，并发挥着越来越重要的作用。目前，已经开始进行北斗全球系统建设。随着系统的建设推进，北斗系统的应用也越来越得到重视。北斗信号接收设备分有源定位(RDSS)和无源定位(RNSS)两种。前者需要将定位信息回传，成本高于后者。因此无源定位(RNSS)应用更为广泛。无线自组网通信系统是中短距离无线通信的重要方式之一。它可以根据用户需求，在局域环境临时快速组网，完成视频、音频、定位信息等数据多点到多点的多方向信息传输。它可在其他无线产品无法适应的环境内进行有效的传输。可以实现最高60公里的单点传输距离。无线自组网可由多个节点组成一个无中心、自组网、自愈型无线通信网络，所有节点地位对等。网内的所有节点均工作在同一个频点的宽带上，节省有限的频率资源。网络具有智能控制和管理功能，节点从加电到组网用时不超过5秒，可实现在应急突发现场的快速组网，也可以保证任意节点的快速接入和退出。由于网内不存在中心节点或关键节点，因此任意节点的接入和退出对其他节点的正常通信不会造成影响。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种基于北斗无源信号的无线自组网定位方法。通过北斗无源信号接收设备，产生本地位置信息，并上传至无线自组网络。无线自组网络接收多个北斗无源信号接收的本地位置信息，通过中继接力传输至监控系统内部网络，实时显示在地图上，以实现对多个北斗无源信号接收点的实时定位和位置跟踪。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：基于北斗无源信号的无线自组网定位方法，执行以下步骤：第一步，北斗无源定位信号产生并上传至无线自组网。无线自组网节点配备北斗无源定位模块，进行北斗定位。无线自组网节点通过RS232/485串行接口与定位模块进行连接，接收北斗/GPS的定位模块的位置信息。无线自组网节点采用NMEA0183国际标准协议，有效兼容各种定位设备。无线自组网节点接收无源定位模块的位置信息后，根据标准协议，将位置信息转化为IP数据分发至其他无线自组网节点。第二步，无线自组网将定位信号传输至监控网络。多个无线自组网节点采集北斗无源定位模块的位置信息后，进行无线通信网络拓扑结构组合，并将多个北斗无源定位模块的位置信息接入监控网络。无线自组网络可以采用星状网络拓扑结构、链状网络拓扑结构或混合网络拓扑结构进行位置信息传输。无线自组网络内的节点均具备自动多跳接力功能，以拓展传输距离。任意两个节点之间需要进行的信息传输，在节点之间因距离地形等因素限制的情况下，无法直接传输时，均可通过其他节点进行接力中继传输。无线自组网络具有路径自由选择、路由自动管理等功能，保证信息通过最短路径进行传输。无线自组网络与大多数类型的监控网络连接。其可以通过IP接口与卫星通信、短波、超短波、3G/4G或地面网络等其他网络形式对接，实现将北斗定位信息通过监控网络传输至监控平台的功能。第三步，监控网络回传位置信息在地图上实时显示。监控网络将多个无线自组网络节点采集的北斗无源定位模块的位置信息传输至监控管理平台，并在地图上实时显示。监控管理平台通过专用的管理软件对监控网络传输的位置信息和其他信息进行综合处理，并与地图软件进行匹配，实现在地图软件上实时显示远端无线自组网节点的位置信息，即定位信息。本专利技术的优点在于：(1)基于北斗无源定位模块产生定位信息，并打包成无线自组网络的IP格式回传，解决了RDSS(卫星无线电测定业务，英文全称RadioDeterminationSatelliteService)有源定位模式暴露用户坐标的问题；(2)基于北斗无源定位模块产生定位信息，与北斗有源定位相比，硬件成本低；(3)采用无线自组网络中继接力的方式回传定位信息，实现了中短距离的无线通信，可以多种方式自由组网、中继传输，适用于地形复杂、室内、山洞等GPS或北斗定位信号接收不好的区域；(4)无线自组网可以多节点配置，网络拓展性好，不受北斗RDSS有源定位接收设备端口数量限制。附图说明图1星状无线自组网定位原理图。图2链状无线自组网定位原理图。图3混合状无线自组网定位原理图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本专利技术做进一步的详细说明。实施例1如图1所示，在一个局域区域配备n个无线自组网络节点：节点1、节点2、节点3、……、节点n。其中，节点1、节点2、节点3、……、节点n分别配备北斗无源定位(RNSS)模块。节点1、节点2、节点3、……、节点n-1分别与节点n直接相连，构成星状网络拓扑结构。节点n同时与监控网络相连接。监控网络末端连接监控管理平台，监控管理平台配备地图，并具备节点位置实时显示功能。在工作状态时，节点1、节点2和节点3、……、节点n分别配备的北斗无源定位(RNSS)模块连续不间断地接收北斗定位信息，由无线自组网络节点设备通信模块依据NMEA0183标准协议，将定位信息打包成IP数据包，并直接发送给节点n。由于北斗无源定位模块嵌入至无线自组网络节点设备，北斗无源定位模块接收的位置信息就是无线自组网络节点1、节点2、节点3、……、节点n的位置信息。节点n在接收到节点1、节点2、节点3、……、节点n-1的位置信息IP数据包后实时转发给监控网络。监控网络可以是有线网络，也可以是无线网络，例如卫星通信网络、地面互联网络、4G网络等。监控网络将节点1、节点2、节点3……节点n的位置信息数据包传输至监控管理平台。监控管理平台将定位信息与电子地图相匹配，在电子地图上实时显示节点1、节点2、节点3、……、节点n的位置信息即定位信息。通过无线自组网络可以将节点1、节点2、节点3、……、节点n的位置信息通过北斗RNSS无源定位方式获得后传输至远端监控管理平台。避免了节点1、节点2、节点3、……、节点n通过北斗RDSS有源定位方式主动发送定位信息至监控平台而导致的暴露节点坐标的问题。实施例2无线自组网网络拓扑结构可以自由组合。除了如图1所示的星状拓扑结构以外，还可以如图2所示的链状拓扑结构。也可以采用附图3所示的混合拓扑结构。如图2所示，在一个局域区域配备n个无线自组网络节点：节点1、节点2、节点3……节点n。其中，节点1、节点2、节点3……节点n分别配备北斗无源定位(RNSS)模块。节点1、节点2、节点3、……、节点n之间依次串联，构成链状网络拓扑结构。节点n同时与监控网络相连接。监控网络末端连接监控管理平台，平台配备地图，并具备节点位置实时显示功能。节点1、节点2、节点3、……、节点n接收的定位信息打包成IP数据包后，分别发送给与之相连的两个无线自组网络节点。节点1的位置数据包可以直接发给节点n；也可以发给节点2，节点2转发给节点3，节点3转发给节点n。节点2的位置数据包可以通过节点1转发至节点n；也可以通过节点3转发至节点n。同理，节点3的位置数据包可以直接发给节点n；也可以通过节点2和节点1转发至节点n，此时的节点n可以理解为节点4。当节点n收到节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于北斗无源信号的无线自组网定位方法，其特征在于：包括以下步骤，第一步，北斗无源定位信号产生并上传至无线自组网；无线自组网节点配备北斗无源定位模块，进行北斗定位；无线自组网节点采用NMEA0183国际标准协议，将无源定位模块的位置信息转化为IP数据分发至其他无线自组网节点；第二步，无线自组网将定位信号传输至监控网络；多个无线自组网节点采集北斗无源定位模块的位置信息后，进行无线通信网络拓扑结构组合，并将多个北斗无源定位模块的位置信息接入监控网络；第三步，监控网络回传位置信息在地图上实时显示；监控网络将多个无线自组网络节点采集的北斗无源定位模块的位置信息传输至监控管理平台，并在地图上实时显示。

【技术特征摘要】
1.基于北斗无源信号的无线自组网定位方法，其特征在于：包括以下步骤，第一步，北斗无源定位信号产生并上传至无线自组网；无线自组网节点配备北斗无源定位模块，进行北斗定位；无线自组网节点采用NMEA0183国际标准协议，将无源定位模块的位置信息转化为IP数据分发至其他无线自组网节点；第二步，无线自组网将定位信号传输至监控网络；多个无线自组网节点采集北斗无源定位模块的位置信息后，进行无线通信网络拓扑结构组合，并将多个北斗无源定位模块的位置信息接入监控网络；第三步，监控网络回传位置信息在地图上实时显示；监控网络将多个无线自组网络节点采集的北斗无源定位模块的位置信息传输至监控管理平台，并在地图上实时显示。2.根据权利要求1所述的基于北斗无源信号的无线自组网定位方法，其特征在于：无线自组网络采用星状网络拓扑结构、链状网络拓扑结构或混合网络拓扑结构进行位置信息传输。3.据权利要求2述的基于北斗无源信号的无线自组网定位方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茂磊，马煦，窦长江，冯晓超，顾青涛，孙海燕，刘魁星，高帅，杨华峰，王金华，曹子春，宋倩，唐芸，唐璐杨，闫芳君，杨思佳，
申请(专利权)人：北京卫星导航中心，
类型：发明
国别省市：北京,11