一种AOA基站安装姿态的自动测定方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种AOA基站安装姿态的自动测定方法和装置，其中自动测定方法特征在于，包括获取三轴重力传感器的三轴数值，并根据所述三轴重力传感器的三轴数值计算基站的俯仰角和翻滚角;获取三轴磁传感器的三轴数值，并根据所述三轴磁传感器的三轴数值、所述俯仰角和所述翻滚角计算基站相对于真北的航向角等，本发明专利技术可以自动测量AOA基站的姿态，显著减少了部署工作量。

An automatic measurement method and device for the installation attitude of AOA base station

【技术实现步骤摘要】
一种AOA基站安装姿态的自动测定方法和装置
本专利技术涉及一种室内定位技术，尤其基于信号到达角度的室内定位系统中，AOA基站安装姿态的自动测定方法和装置。
技术介绍
基于信号到达角度(AOA，Angle-of-Arrival)的室内定位系统中，终端根据相对于基站天线中点的角度和到基站天线中点的距离两个测量值进行定位。定位结果是相对于基站的，需要转换成绝对坐标。在这个过程中需要基站的绝对坐标和姿态矩阵进行转换。现有技术中存在测量基站的姿态比较困难，部署工作量大等问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是克服现有技术的不足，提供一种AOA基站安装姿态的自动测定方法和装置，可以自动测量AOA基站的姿态，显著减少了部署工作量。为实现上述目的，本专利技术提出的一种AOA基站安装姿态的自动测定方法，其特征在于，包括获取三轴重力传感器的三轴数值，并根据所述三轴重力传感器的三轴数值计算基站的俯仰角和翻滚角；获取三轴磁传感器的三轴数值，并根据所述三轴磁传感器的三轴数值、所述俯仰角和所述翻滚角计算基站相对于真北的航向角。优选地，所述获取三轴重力传感器的三轴数值，并根据所述三轴重力传感器的三轴数值计算基站的俯仰角和翻滚角时，先将获取到的所述三轴重力传感器的三轴数值ax，ay，az归一化，则所述俯仰角θ＝arcsin(-Ax)；所述翻滚角优选地，所述获取三轴磁传感器的三轴数值，并根据所述三轴磁传感器的三轴数值、所述俯仰角和所述翻滚角计算基站相对于真北的航向角时，包括计算相对于磁北的航向角：然后计算相对于真北的航向角：其中，磁偏角为真北和磁北的夹角；所述三轴重力传感器的三轴数值为Mx，My，Mz。优选地，所述方法还包括：当基站运动时，获取三轴陀螺仪的数据，对运动的基站进行姿态补偿并实时更新。优选地，所述方法还包括：获取气压计的数值，进而得到所述基站的高度。本专利技术还提出的一种AOA基站安装姿态的自动测定装置，包括天线板和主控板，其特征在于：所述主控板包括：三轴重力传感器、三轴磁传感器，所述三轴重力传感器用于检测并提供三轴重力传感器的三轴数值，所述自动测定装置根据所述三轴重力传感器的三轴数值计算基站的俯仰角和翻滚角；所述三轴磁传感器用于检测并提供三轴磁传感器的三轴数值，所述自动测定装置根据所述自动测定装置根据三轴磁传感器的三轴数值、所述俯仰角和所述翻滚角计算基站相对于真北的航向角。优选地，所述主控板还包括三轴陀螺仪，当基站运动时，所述三轴陀螺仪检测并提供三轴陀螺仪的数据，所述自动测定装置根据所述三轴陀螺仪的数据对运动的基站进行姿态补偿并实时更新。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为某优选实施例的流程示意图之一；图2为某优选实施例的流程示意图之二；图3为某优选实施例中自动测定装置的结构框图；图4为坐标示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参考图1和图4，某优选实施例中，AOA基站安装姿态的自动测定方法包括S01:获取三轴重力传感器的三轴数值，并根据所述三轴重力传感器的三轴数值计算基站的俯仰角和翻滚角；具体来说：先将获取到的所述三轴重力传感器的三轴数值ax，ay，az归一化，则所述俯仰角θ＝arcsin(-Ax)；所述翻滚角S02:获取三轴磁传感器的三轴数值，并根据所述三轴磁传感器的三轴数值、所述俯仰角和所述翻滚角计算基站相对于真北的航向角；具体来说，先计算相对于磁北的航向角：然后计算相对于真北的航向角：其中，磁偏角为真北和磁北的夹角；所述三轴重力传感器的三轴数值为Mx，My，Mz。参考图2和图4，较优地，还包括步骤：S03：当基站运动时，获取三轴陀螺仪的数据，对运动的基站进行姿态补偿并实时更新。参考图3，AOA基站安装姿态的自动测定装置，包括天线板和主控板，所述主控板包括：三轴重力传感器、三轴磁传感器，所述三轴重力传感器用于检测并提供三轴重力传感器的三轴数值，所述自动测定装置根据所述三轴重力传感器的三轴数值计算基站的俯仰角和翻滚角；所述三轴磁传感器用于检测并提供三轴磁传感器的三轴数值，所述自动测定装置根据所述自动测定装置根据三轴磁传感器的三轴数值、所述俯仰角和所述翻滚角计算基站相对于真北的航向角。较优地，所述主控板还包括三轴陀螺仪，当基站运动时，所述三轴陀螺仪检测并提供三轴陀螺仪的数据，所述自动测定装置根据所述三轴陀螺仪的数据对运动的基站进行姿态补偿并实时更新。下面进一步描述更详细的实施：基站的绝对坐标可以由测量(或自动测量)得到，基站的姿态包括东北天坐标系下的，航向角(Yaw)、翻滚角(Roll)、俯仰角(Pitch)分别记为γ，θ。现假定基站天线板平面和基站主控板平面是在同一个平面上，天线板平面的中点即为基站的坐标原点。因此主控板的姿态即为基站姿态。如图4所示，当基站静止时，通过重力传感器中三轴得到的数值记为ax，ay，az先将测到的各个分量的数值归一化，则可得俯仰角和翻滚角：θ＝arcsin(-Ax)通过三轴磁传感器，得到三轴的数值记为Mx，My，Mz。则可以得到相对于磁北的航向角：相对于真北的航向角其中，为真北和磁北的夹角，称为磁偏角。磁偏角需要根据观测点的经纬高，可利用国际地磁参考场(IGRF，internationalgeomagneticreferencefield)或世界地磁模型(WMM，WorldMagneticModel)地磁模型计算。至此，获得了基站在东北天坐标系下的姿态，尤其包括基站初始姿态。当基站静止时，陀螺仪的数据几乎为零。不需要参与计算。当基站运动时，陀螺仪可以进行补偿，实时更新姿态。另外，气压计通过校准后，可以得到基站的高度。例如假设某基站，重力传感器测得的数据为ax＝6712，ay＝424，az＝14288；磁传感器测得的数据为Ax＝0.4250，Ay＝0.0268则根据本专利技术方法，俯仰角和翻滚角：θ＝arcsin(-Ax)＝-0.4379由磁力传感器得数据Mx＝2.50，My＝4.77，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种AOA基站安装姿态的自动测定方法，其特征在于，包括/n获取三轴重力传感器的三轴数值，并根据所述三轴重力传感器的三轴数值计算基站的俯仰角和翻滚角;/n获取三轴磁传感器的三轴数值，并根据所述三轴磁传感器的三轴数值、所述俯仰角和所述翻滚角计算基站相对于真北的航向角。/n

【技术特征摘要】
1.一种AOA基站安装姿态的自动测定方法，其特征在于，包括
获取三轴重力传感器的三轴数值，并根据所述三轴重力传感器的三轴数值计算基站的俯仰角和翻滚角;
获取三轴磁传感器的三轴数值，并根据所述三轴磁传感器的三轴数值、所述俯仰角和所述翻滚角计算基站相对于真北的航向角。


2.如权利要求1所述的AOA基站安装姿态的自动测定方法，其特征在于，所述获取三轴重力传感器的三轴数值，并根据所述三轴重力传感器的三轴数值计算基站的俯仰角和翻滚角时，
先将获取到的所述三轴重力传感器的三轴数值ax，ay，az归一化，



则所述俯仰角θ＝arcsin(-Ax)；所述翻滚角


3.如权利要求1或2所述的AOA基站安装姿态的自动测定方法，其特征在于，所述获取三轴磁传感器的三轴数值，并根据所述三轴磁传感器的三轴数值、所述俯仰角和所述翻滚角计算基站相对于真北的航向角时，包括
计算相对于磁北的航向角：
然后计算相对于真北的航向角：
其中，磁偏角为真北和磁北的夹角；所述三轴重力传感器的三轴数值为Mx，My，Mz。

【专利技术属性】
技术研发人员：楼喜中，王戌斌，蒋汝雯，叶凯枫，刘美玉，
申请(专利权)人：杭州微萤科技有限公司，中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33