【技术实现步骤摘要】
一种UWB定位系统的到达时间差测量与校准方法
本专利技术属于无线通信与定位领域，更具体地，涉及一种UWB定位系统的到达时间差测量与校准方法。
技术介绍
UWB(超宽带)定位技术依赖UWB信号的瞬时窄脉冲特性，利用信号的飞行时间(TOF)的进行测距定位，UWB定位一般采用三边定位法或者达到时间差定位法。时差定位法又称为双曲线定位，相比三边定位法，该方法仅需单向发送定位信号，通信协议简单，节点的可扩展性更强，功耗更低。该方法的基本原理是首先测量信号到达不同参考节点的时间差；然后基于时间差测得两两节点间的距离差，建立双曲线方程组；通过解二次方程的形式求得待定位节点坐标。该系统为了提高定位精度，需要对信号的到达时间差进行精确测量。传统技术手段是建立一套公共时钟系统，将参考时钟和同步脉冲通过射频电缆分发给所有参考节点，而且射频电缆要求尽量等长或能够提前进行时延补偿，以实现所有节点的频率同步和时间同步，最终保证能够获取高精度的时差信息。该方法硬件布设复杂，施工成本较高，不方便系统的大规模扩展。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种UWB定位系统的到达时间差测量与校准方法，其特征在于所述UWB定位系统包括定位标签、参考基站、普通基站、网关、定位引擎，所述参考基站和普通基站通讯连接，所述参考基站和普通基站分别与网关通讯连接，所述网关与定位引擎通讯连接，具体包括以下步骤：/nS
【技术特征摘要】
1.一种UWB定位系统的到达时间差测量与校准方法，其特征在于所述UWB定位系统包括定位标签、参考基站、普通基站、网关、定位引擎，所述参考基站和普通基站通讯连接，所述参考基站和普通基站分别与网关通讯连接，所述网关与定位引擎通讯连接，具体包括以下步骤：
S1：UWB定位系统的到达时间差测量与校准启动前，对参考基站的时钟频率进行精确测量并标定，对参考基站和普通基站的位置坐标进行标定，获取参考基站与普通基站的相对距离信息；
S2：UWB定位系统的到达时间差测量与校准启动后，参考基站周期性广播信标帧，广播完成后记录每次信标帧发出的时间戳和帧序列号，然后立即转为监听状态；
S3：普通基站始终保持监听状态，接收信标帧并记录每次信标帧接收的时间戳和帧序列号；
S4：参考基站和普通基站同时监听是否有定位标签广播的定位帧，若收到，则进入步骤S5；否则继续进行监听；
S5：参考基站和普通基站监听到定位标签发出的定位帧后记录接收时间戳和帧序列号；
S6：参考基站和其它普通基站将信标帧时间戳及帧序列号、定位帧时间戳及帧序列号分别打包成信标帧数据包和定位帧数据包，并依次通过网关发送至定位引擎；
S7：定位引擎根据给出的计算方法进行时差测量与校准。
2.根据权利要求1所述的UWB定位系统的到达时间差测量与校准方法，其特征在于：步骤S1中频率标定无需针对参考基站和普通基站，仅需要对参考基站的时钟频率进行标定。
3.根据权利要求1所述的UWB定位系统的到达时间差测量与校准方法，其特征在于：步骤S2中参考基站对信标帧的广播周期无严格要求，信标帧的广播周期并非一个确定性的时延，参考基站可依据当前信道的拥堵情况，在空闲时发送，记录发送帧的时间戳；依次发送的信标帧包含一个逐次累加的信标帧序列号，用于标示信标帧发送的先后顺序，用于定位引擎对收到的信标帧数据包队列进行规范排序及查找。
4.根据权利要求1所述的UWB定位系统的到达时间差测量与校准方法，其特征在于：步骤S4中...
【专利技术属性】
技术研发人员：张华君，刘荣生，张紫龙，黄飞，周子鸣，李磊，刘青，张达，李盛，邬华明，李康伟，王建刚，王中原，费广磊，黄晓龙，
申请(专利权)人：湖北航天飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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