使用机会信号确定位置的方法和设备技术

一种可以位于带有多个RF信号障碍物的复杂无线电传播环境中的机会信号定位装置(SOLD)从远距发射器接收RF信号。来自该远距发射器的该RF信号与在该SOLD局部的传播环境中的障碍物相互作用。局部障碍物扰乱该RF信号，导致该RF信号在复杂无线电传播环境中展现近场行为。该SOLD接收该局部扰乱信号。该SOLD检测该接收信号的RF信号分量的信号特征并将这些信号特征与在参考数据存储中的参考数据比较，以便确定该SOLD的当前位值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用机会信号确定位置的方法和设备本专利技术在由美国空军授予的合同FA8651-09-M-0175下以政府支持完成。美国政府具有本专利技术中的某些权利
技术介绍
本披露在此一般地涉及定位系统，并更具体地涉及使用无线电信号确定位置的系统。近年来已发展了使用无线电信号确定位置的众多系统。这些技术中的一些包括例如三角剖分、来自方向寻找测量值的集合的无线电测距、被动和主动标记测距、到达时间差(TDOA)系统和全球定位系统(GPS)。这些技术依靠在无线电发射器的“远场”中的测量。换言之，按照无线电信号波长在充分远离无线电发射器的距离执行这些测量。城市环境对无线电频率信号的传播施加了很大的影响。已知该复杂环境会严重地干扰以至阻塞无线电频率信号的传播，尤其是在无线电频谱的VHF、UHF和微波部分中的无线电频率信号。振幅和相位的迅速变化会在这些信号以复杂方式散射或相互干扰时发生。多径无线电信号接收困难普遍存在于这种不利环境中。“RF指纹识别”是无线电定位系统可以用来克服城市环境的复杂信号传播的一种途径。RF指纹识别技术背后的动机是希望可以制作以与人类指纹用来唯一识别不同人的相同方式来唯一地识别不同传输位置的一幅充分准确的图。例如，可以遍及在其中希望跟踪人员或资产的区域部署一个传感器网络。信号强度测量值可以将发射器定位到特定的区域；然而，基于相对信号强度的定位是固有地不精确的。RF指纹识别途径的一个变体尝试使用到达天线阵列的多径信号以便定位发射器。将到达天线阵列的多径信号与已校准多径信号特征和对应位置的数据库比较。其已校准信号特征最优匹配已测量特征的位置被选为最可能的发射器位置。“RF指纹识别”典型地关于移动发射器行进经过的接收器网络来定位该移动发射器。该类型的RF指纹识别依靠以下希望，即多径环境将是充分稳定的和静态的以便可重复。不幸的是，多径环境经常是不稳定的和动态的，在该类型系统中使得定位重复性是困难的。继续希望无线电系统的改进包括可以在复杂传播环境中操作的那些系统。
技术实现思路
在一个实施方案中，披露了一种确定位置的方法。在一个实施方案中，所披露的方法包括由接收器接收在该接收器展现信号分量的无线电频率(RF)机会信号，该RF机会信号由该接收器的传播环境内的扰乱体扰乱，该接收器被配置成在该扰乱体的近场范围内接收该RF机会信号。该方法还包括由该接收器检测该信号分量的信号特征以便提供信号特征信息。该方法进一步包括将该信号特征信息与参考数据比较以便确定该接收器的当前位置。在另一实施方案中，披露了一种校准位置检测器的方法。该方法包括由接收器接收在该接收器展现信号分量的第一无线电频率(RF)机会信号，该第一 RF机会信号由该接收器的传播环境内的扰乱体扰乱，该接收器被配置成在该扰乱体的近场范围内的当前位置接收该RF机会信号。该方法还包括由该接收器检测该信号分量的信号特征以便提供信号特征信息。该方法进一步包括由参考数据存储来存储该信号特征信息和指定该接收器的当前位置的对应位置信息，因此向该参考数据存储提供参考数据。在更另一实施方案中，披露了一种确定位置的方法。该方法包括由接收器从服务器检索将多个位置与相对应的多个信号特征关联的参考数据。该方法还包括由该接收器接收无线电频率(RF)机会信号，该RF信号在该接收器展现信号分量。该方法进一步包括由该接收器检测该信号分量的信号特征，因此提供信号特征信息。该方法更进一步包括将该信号特征信息与参考数据比较以便确定该接收器的当前位置。在一个实施方案中，该方法的检索步骤包括由该接收器从该服务器检索将多个近似位置与相对应的多个信号特征关联的粗糙参考数据。该比较步骤可以包括将该信号特征信息与该粗糙参考数据比较，以便确定该接收器的该近似当前位置。在更另一实施方案中，披露了一种确定位置的方法。该方法包括由接收器接收在该接收器展现信号分量的无线电频率(RF)机会信号。该方法还包括由该接收器检测该信号分量的信号特征。该方法进一步包括由该接收器向服务器传输该信号特征。该方法更进一步包括由该服务器将该信号特征与参考数据比较，该参考数据将多个位置与相对应的多个信号特征相关。该方法还包括由该服务器从比较步骤确定该接收器的位置，因此提供该接收器的已确定位置。在更另一实施方案中，披露了一种确定位置的方法。该方法包括确定粗糙位置。该方法还包括从参考数据存储选择对应于该粗糙位置的特定参考数据，该参考数据存储包括将多个位置与相对应的多个信号特征相关的参考数据。该方法进一步包括由接收器接收无线电频率(RF)机会信号，该RF信号在该接收器展现信号分量。该方法更进一步包括由该接收器检测该信号分量的信号特征。该方法还包括将该信号特征与参考数据比较，该参考数据将多个位置与相对应的多个信号特征相关。该方法进一步包括采用该比较确定该接收器的当前位置。在进一步的另一实施方案中，披露了一种校准位置检测器的方法。该方法包括确定粗糙位置。该方法还包括询问服务器以便确定对应于一个粗糙位置的参考数据是否可用，该参考数据将多个位置与相对应的多个信号特征相关。该方法进一步包括询问用户对应于一个粗糙位置的参考数据是否不可用，以便确定该用户是否希望校准该位置检测器，并且如果该用户希望校准该位置检测器，则用以下步骤继续I)由接收器接收第一无线电频率(RF)机会信号，该第一 RF信号在该接收器展现信号分量；2)由该接收器检测该信号分量的信号特征；以及3)由参考数据存储来存储该信号特征信息与指定该接收器的当前位置的相对应位置信息，以便向该参考数据存储提供参考数据。在更另一实施方案中，披露了一种位置检测器。该位置检测器包括一个接收器，该接收器接收在该接收器展现信号分量的无线电频率(RF)机会信号，该RF机会信号由该接收器的传播环境内的扰乱体扰乱，该接收器被适配用于在扰乱体的近场范围内接收该RF机会信号。该位置检测器还包括信号特征检测器，该信号特征检测器检测信号分量的信号特征以便提供信号特征信息。该位置检测器进一步包括比较设备，该比较设备响应于该信号特征信息将该信号特征信息与参考数据比较以便确定该接收器的当前位置。在更另一实施方案中，披露了一种被适配以便校准的位置检测器。该位置检测器包括接收器，该接收器接收在该接收器展现信号分量的第一无线电频率(RF)机会信号，该第一 RF机会信号由该接收器的传播环境内的扰乱体扰乱，该接收器被适配用于在扰乱体的近场范围内的当前位置接收该RF机会信号。该位置检测器还包括信号特征检测器，该信号特征检测器检测该信号分量的信号特征以便提供信号特征信息。该位置检测器进一步包括参考数据存储，该参考数据存储将该信号特征信息和指定该接收器的当前位置的对应位置信息存储，因此向该参考数据存储提供参考数据。在更另一实施方案中，披露了一种用于确定位置的计算机程序产品。该计算机程序产品包括一种计算机可读存储介质。该计算机程序产品包括第一指令，该第一指令接收在接收器展现信号分量的第一无线电频率(RF)机会信号，该第一 RF机会信号由该接收器的传播环境内的扰乱体扰乱，该接收器被适配用于在该扰乱体的近场范围内的当前位置接收该RF机会信号。该计算机程序产品还包括第二程序指令，该第二程序指令检测该信号分量的信号特征以便提供信号特征信息。该计算机程序产品进一步包括第三程序指令本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.08 US 12/796,6431.ー种确定位置的方法，包括 由接收器接收在该接收器展现信号分量的无线电频率(RF)机会信号，该RF机会信号由该接收器的传播环境内的扰乱体扰乱，该接收器被配置成在该扰乱体的近场范围内接收该RF机会信号； 由该接收器检测该信号分量的信号特征以便提供信号特征信息；以及 将该信号特征信息与參考数据比较以便确定该接收器的当前位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中该信号分量是该RF机会信号的水平极化、垂直极化和径向极化之一。3.根据权利要求1所述的方法，其中该信号特征是该RF机会信号的电场的特征。4.根据权利要求1所述的方法，其中该信号特征是该RF机会信号的磁场的特征。5.根据权利要求1所述的方法，其中该信号特征是振幅。6.根据权利要求1所述的方法，其中该RF机会信号在该接收器展现第一和第二信号分量。7.根据权利要求6所述的方法，其中检测步骤包括由该接收器检测该第一信号分量的第一信号特征和该第二信号分量的第二信号特征。8.根据权利要求7所述的方法，进ー步包括 从该第一和第二信号特征确定信号特征比较信息；以及 将该信号特征比较信息与參考数据比较，以便确定该接收器的当前位置。9.根据权利要求1所述的方法，其中该參考数据包括在传播环境内特定位置的在感兴趣频段中多个不同频率中的每个的信号特征信息。10.根据权利要求9所述的方法，其中该參考数据进一歩包括在传播环境内的多个不同位置中的每个的不同信号特征信息和对应位置信息。11.根据权利要求9所述的方法，其中该參考数据根据时刻变化。12.ー种确定位置的方法，包括 由接收器接收在该接收器展现信号分量的第一无线电频率(RF)机会信号，该第一 RF机会信号由该接收器的传播环境内的扰乱体扰乱，该接收器被配置成在该扰乱体的近场范围内的当前位置接收该RF机会信号； 由该接收器检测该信号分量的信号特征以便提供信号特征信息；以及 由參考数据存储来存储该信号特征信息和指定该接收器的当前位置的对应位置信息，因此向该參考数据存储提供參考数据。13.根据权利要求12所述的方法，其中该第一RF机会信号是多个RF机会信号之一，每个RF机会信号都展现感兴趣波段内的不同频率，并由传播环境扰乱。14.根据权利要求13所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯·G·尚茨，阿尔弗雷得·H·伦登，埃里克·A·理查兹，罗伯特·E·德皮尔，
申请(专利权)人：QTRACK股份有限公司，
类型：
国别省市：