申请/专利权人：厦门大学

申请日：2023-03-24

公开（公告）日：2023-04-25

公开（公告）号：CN116008906A

主分类号：G01S5/00

分类号：G01S5/00;G01C21/20;H04W4/33

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.08.04#授权;2023.05.12#实质审查的生效;2023.04.25#公开

摘要：本发明公开了一种基于TDOA的室内多径辅助定位系统及方法，其引入镜像虚拟基站的概念即物理基站的镜像，信号经过反射到达目标的路径距离可以等效为镜像虚拟基站到目标的直射径距离，镜像虚拟基站提供了额外的空间信息，可以利用其辅助定位；本发明利用TDOA测量值估计镜像虚拟基站，构建一个数字地图库，并用其进行辅助定位；本发明还设计一个基于镜像虚拟基站可信度的投票机制，来评估数字地图中镜像虚拟基站是否失效，若失效便更新到正确的位置。本发明设计的定位系统中，仅需要测量多径分量之间的到达时间差（TDOA），降低了对时钟同步的要求，也降低了硬件成本，同时能得到较好的定位效果。

主权项：1.一种基于TDOA的室内多径辅助定位系统，其特征在于：包括时延提取模块、基于PHD镜像虚拟基站估计模块、数字地图构建模块、多径辅助定位模块、镜像虚拟基站有效性评估模块、镜像虚拟基站更新模块；所述时延提取模块用于从多径信号中估计多径分量的时延信息，并计算TDOA测量值；TDOA测量值为： 其中，表示n时刻基站接收到的第条路径的到达时间，其中，表示n时刻接收到的多径数量；而表示n时刻基站的LOS径到达时间，表示n时刻基站对应的第m个TDOA测量值，其中；所述基于PHD镜像虚拟基站估计模块在得到TDOA测量值之后，采用单簇PHD滤波算法估计镜像虚拟基站；所述基于PHD镜像虚拟基站估计模块具体的处理方案如下：根据镜像虚拟基站在n-1时刻的后验强度，其中，表示n-1时刻基站的镜像虚拟基站状态，其形式为一个随即有限集，使用单簇PHD滤波的方法得到n时刻镜像虚拟基站的预测过程： 其中，表示移动终端在n-1时刻的位置，而表示的是物理基站的位置，表示n时刻基站的镜像虚拟基站状态，其形式为一个随即有限集；表示n时刻镜像虚拟基站的预测强度，表示镜像虚拟基站的存活概率，表示的是镜像虚拟基站的状态转移概率密度；表示在n时刻接收到TDOA测量值之后得到的镜像虚拟基站的新生过程；根据n时刻接收到的根据TDOA测量值和预测的结果，执行更新过程： 其中，表示移动终端在n时刻的位置，表示镜像虚拟基站的检测概率；为n时刻基站包含遗漏检测和虚警的观测值集合，表示的是单目标似然概率，定义为： 表示通过、及共同决定的预测测量值，是实际接收到的TDOA测量值，，是方差；表示带有虚警整体似然概率函数，其形式为： 其中表示由虚警产生的部分，其服从泊松分布；得到更新过程之后便能得到镜像虚拟基站的位置信息；所述数字地图构建模块将估计的镜像虚拟基站位置构建为数字地图，作为定位先验信息；所述多径辅助定位模块则利用数字地图进行多径辅助定位；所述镜像虚拟基站有效性评估模块则结合数据关联和假设检验原理，并提出基于镜像虚拟基站可信度的投票机制来评估数字地图库中镜像虚拟基站的有效性，找出失效的镜像虚拟基站；所述镜像虚拟基站有效性评估模块在辅助定位时，进行数据关联，即将TDOA测量值与镜像虚拟基站进行准确关联，没有和任何测量值关联的镜像虚拟基站可以判定为不可信，产生数据关联的镜像虚拟基站使用假设检验原理进行进一步的判定；根据概率和检测概率设定检测阈值，当接收到TDOA测量值、数字地图库中的镜像虚拟基站和目标之间的差异大于，判定镜像虚拟基站不可信；当某个时刻数据关联或者假设检验判定某个镜像虚拟基站不可信时，就给其投一票；设定票数阈值，当镜像虚拟基站不可信的投票数大于时候，则认为当前的镜像虚拟基站已经失效，需要重新估计；所述镜像虚拟基站更新模块记录各时刻没有产生数据关联和假设检验方法中镜像虚拟基站被判定为不可信的关联测量值，使用反演方法将失效的镜像虚拟基站更新到正确的位置。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 厦门大学 一种基于TDOA的室内多径辅助定位系统及方法

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