專利名稱：定位系統(tǒng)、設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定位系統(tǒng)、設(shè)備和定位的方法，并且特別涉及適于室內(nèi)使用的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。
發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的距離可以通過(guò)以下方式來(lái)測(cè)量在該發(fā)射機(jī)和該接收機(jī)之間發(fā)送信號(hào)，測(cè)量該信號(hào)的飛行時(shí)間，和根據(jù)該信號(hào)的速度計(jì)算距離。如果利用在發(fā)射機(jī)上的時(shí)鐘測(cè)量出發(fā)時(shí)間，并且到達(dá)時(shí)間利用在接收機(jī)上的時(shí)鐘測(cè)量，那么從到達(dá)時(shí)間減去出發(fā)時(shí)間計(jì)算的距離僅在這些時(shí)鐘被精確地同步時(shí)才是精確的。否則，計(jì)算的距離將是“偽距”，其定義為測(cè)量的時(shí)間偏移乘以信號(hào)速度。
為了在三維中精確地測(cè)量位置，使用移動(dòng)單元和多個(gè)基站之間的偽距。通常，如果移動(dòng)單元時(shí)鐘具有未知的時(shí)間偏移，則使用四個(gè)偽距，因?yàn)槎ㄎ粏?wèn)題具有四個(gè)未知數(shù)，即，在x、y和z方向中的位置以及在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的時(shí)鐘偏移。
例如，在全球定位系統(tǒng)(GPS)中，在GPS接收機(jī)中接收來(lái)自四個(gè)衛(wèi)星的無(wú)線電信號(hào)，以便能夠進(jìn)行精確的定位，因?yàn)樵揋PS接收機(jī)將具有未知的自衛(wèi)星的時(shí)鐘偏移。如果該問(wèn)題僅僅是二維的，即，獲得在房間的地板上的位置，那么僅需要三個(gè)基站。
但是，需要一個(gè)以上的基站是不方便的，而僅僅需要一個(gè)發(fā)射機(jī)或者基站將更為方便。
一種定位的方法是使用小區(qū)ID(Cell ID)，其中移動(dòng)單元鄰近一個(gè)基站，并且該移動(dòng)單元位置僅使用該基站位置作為它自己的位置。例如，如果這種方法應(yīng)用于具有30m范圍的藍(lán)牙信標(biāo)，那么該定位準(zhǔn)確度將是30m。這種定位準(zhǔn)確度水平通常是不可接受的，尤其在室內(nèi)。而且，能夠在多個(gè)不同的位置之間進(jìn)行鑒別的系統(tǒng)需要與不同位置數(shù)目相同數(shù)量的基站，并因而這種方法實(shí)際上沒(méi)有降低需要的基站的數(shù)目。
另一種定位方法是“多路徑指紋識(shí)別”。例如，美國(guó)無(wú)線公司(USWireless Corp)已經(jīng)建議一種供移動(dòng)電話使用的多路徑指紋識(shí)別系統(tǒng)。在著書(shū)時(shí)，在網(wǎng)址http//www.uswcorp.com上提供了一些細(xì)節(jié)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，移動(dòng)電話發(fā)出呼叫，并且來(lái)自該移動(dòng)電話的信號(hào)在基站上接收。作為多路徑效應(yīng)的結(jié)果，尤其是在城市環(huán)境中建筑物的反射，來(lái)自移動(dòng)電話的信號(hào)以多個(gè)具有不同信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間延遲的不同分量抵達(dá)基站。基站測(cè)量這些分量的信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間延遲。基站連接到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)包含用于該基站范圍內(nèi)的每個(gè)位置的這些參數(shù)的可能值，例如，5m的分辨率。基站計(jì)算在測(cè)量的接收分量和存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的值之間的最佳擬合(fit)，以估計(jì)移動(dòng)電話位置。這個(gè)系統(tǒng)被認(rèn)為精確到大約100m。
但是，該系統(tǒng)需要多路徑分量的精確數(shù)據(jù)庫(kù)，而這需要將移動(dòng)單元置于范圍內(nèi)的每一個(gè)可能位置，并且對(duì)于每個(gè)可能位置測(cè)量在發(fā)射機(jī)中接收的信號(hào)分量的時(shí)間延遲和信號(hào)強(qiáng)度。這是費(fèi)時(shí)的并因此是昂貴的，而且對(duì)于室內(nèi)使用的系統(tǒng)有可能是抑制性地昂貴。此外，如果環(huán)境產(chǎn)生變化，需要重復(fù)測(cè)量。
因此，仍然需要將所要求的基站數(shù)目減到最少的定位系統(tǒng)。
按照本發(fā)明，提供了一種定位方法，使用具有發(fā)射機(jī)的發(fā)射機(jī)設(shè)備和具有接收機(jī)的接收機(jī)設(shè)備，其中第一個(gè)設(shè)備是在已知位置上的基準(zhǔn)設(shè)備，而其中另一個(gè)是在未知位置上的測(cè)試設(shè)備，使用多個(gè)在已知位置上的反射器，該方法包括從發(fā)射機(jī)發(fā)送信號(hào)到接收機(jī)，該信號(hào)具有多個(gè)經(jīng)由反射器或者直接地從發(fā)射機(jī)傳播到接收機(jī)的信號(hào)分量；在接收機(jī)中接收發(fā)送信號(hào)的多個(gè)信號(hào)分量；測(cè)量這些信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間；利用信號(hào)分量從中反射的反射器，識(shí)別信號(hào)分量；和通過(guò)將測(cè)量的信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間與識(shí)別的反射器的已知位置和基準(zhǔn)設(shè)備的位置相擬合，計(jì)算未知位置。
與多路徑指紋識(shí)別不同，按照本發(fā)明的方法不需要實(shí)驗(yàn)確定來(lái)自范圍內(nèi)的每個(gè)位置的多路徑指紋，繼之以比較測(cè)量的指紋與先前在每個(gè)位置上記錄的指紋，以確定最佳擬合。
相反地，該方法利用多個(gè)反射器的位置的知識(shí)。通過(guò)利用反射器識(shí)別信號(hào)分量，反射器的已知位置可以用于計(jì)算未知位置。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，該方法包括測(cè)試?yán)梅瓷淦鞯姆至孔R(shí)別的多個(gè)排列(permutation)，并且識(shí)別給出最佳擬合的排列。
可以依次測(cè)試每個(gè)可能的排列。這是最簡(jiǎn)單的方法。
做為選擇，該方法可以包括選擇可能排列的子集，并且隨后依次測(cè)試選擇子集中的每個(gè)排列。
特別地，該方法可以包括在接收機(jī)中測(cè)量信號(hào)分量的入射角，并且基于入射角信息選擇排列的子集。
最佳擬合可以僅僅使用信號(hào)分量的接收時(shí)間。做為選擇，最佳擬合計(jì)算可以包括試圖為每個(gè)排列計(jì)算出未知位置，并且排除沒(méi)有給出解答或者給出不太可能或者古怪解答的排列。例如，對(duì)接收機(jī)位于其中的房間或區(qū)域的大小的了解使得解答是在那個(gè)房間或區(qū)域之內(nèi)，于是可以拒絕不在房間或者區(qū)域中的解答。因此，可以對(duì)多個(gè)排列重復(fù)識(shí)別分量和計(jì)算未知位置的步驟，并且似乎真實(shí)或可能的未知位置和與測(cè)量的抵達(dá)時(shí)間的良好擬合的組合被選擇為最佳擬合。
除了測(cè)量分量的到達(dá)時(shí)間之外，該方法還可以包括測(cè)量接收的信號(hào)分量的信號(hào)強(qiáng)度，其中利用反射器識(shí)別分量的步驟包括擬合接收的信號(hào)強(qiáng)度與期望的接收信號(hào)強(qiáng)度值。這可以使用以前的每個(gè)反射器的尺寸和反射率的知識(shí)來(lái)完成。
有必要測(cè)量多個(gè)獨(dú)立信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間。這可以以許多已知的方法來(lái)完成。但是，超寬帶信號(hào)尤其適合于這樣的測(cè)量，因?yàn)樾盘?hào)帶寬越大，精確地確定多路徑分量和抵達(dá)時(shí)間就越容易。因此，優(yōu)選的實(shí)施例包括發(fā)送超寬帶信號(hào)作為發(fā)送的射頻信號(hào)。
發(fā)射機(jī)可以周期性地發(fā)送。以這種方法，可以有規(guī)律地確定未知的位置。
在另一個(gè)方面中，提供一種用于在已知位置上具有多個(gè)反射器的環(huán)境中使用的定位系統(tǒng)，包括用于發(fā)送信號(hào)的發(fā)射機(jī)；用于接收發(fā)送信號(hào)的多個(gè)信號(hào)分量的接收機(jī)，每個(gè)信號(hào)分量直接地從發(fā)射機(jī)或者間接地從反射器接收，該接收機(jī)包括用于測(cè)量信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間的裝置；和位置服務(wù)器，包括用于存儲(chǔ)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之一的巳知位置和用于存儲(chǔ)多個(gè)反射器的巳知位置的裝置，以及用于根據(jù)從中反射相應(yīng)信號(hào)分量的反射器識(shí)別多個(gè)接收的信號(hào)分量和通過(guò)擬合測(cè)量的接收信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間與存儲(chǔ)的巳知位置來(lái)計(jì)算發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之中的另一個(gè)的未知位置的裝置。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種位置服務(wù)器，用于根據(jù)在接收機(jī)上測(cè)量的多個(gè)接收的信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間來(lái)計(jì)算發(fā)射機(jī)或者接收機(jī)之一的未知位置，其中多個(gè)接收的信號(hào)分量是由發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號(hào)產(chǎn)生的，該位置服務(wù)器包括用于存儲(chǔ)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之一的巳知位置和用于存儲(chǔ)多個(gè)反射器的巳知位置的裝置，以及用于根據(jù)從中反射相應(yīng)信號(hào)分量的反射器識(shí)別多個(gè)接收的信號(hào)分量和通過(guò)擬合測(cè)量的接收信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間與存儲(chǔ)的巳知位置來(lái)計(jì)算發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之中另一個(gè)的未知位置的裝置。
在接收機(jī)和位置服務(wù)器之間的連接可以是直接的或者通過(guò)任何方式，諸如藍(lán)牙、802.11b等等。當(dāng)然，在實(shí)施例中，該位置服務(wù)器可以與接收機(jī)的一部分定位在同一地點(diǎn)。
在位置服務(wù)器與移動(dòng)單元分離的情況下，位置服務(wù)器可以跟蹤移動(dòng)單元，在這樣的情況下，發(fā)射機(jī)應(yīng)周期性地發(fā)送信號(hào)。
該發(fā)射機(jī)也可以鏈接到網(wǎng)絡(luò)。
在實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)(而不是接收機(jī))可以與位置服務(wù)器定位在同一地點(diǎn)。
現(xiàn)在將參考附圖僅僅作為例子來(lái)描述本發(fā)明的特定實(shí)施例，其中

圖1示出按照本發(fā)明的一種系統(tǒng)的示意圖；和圖2示出本發(fā)明第一實(shí)施例的操作的流程圖；和圖3示出本發(fā)明第二實(shí)施例的操作的流程圖。
參看圖1，發(fā)射機(jī)2被設(shè)置在室內(nèi)環(huán)境中。該發(fā)射機(jī)2具有天線10、收發(fā)信機(jī)12和控制系統(tǒng)14。
在巳知位置上提供多個(gè)反射器6。這些反射器可以包括室內(nèi)環(huán)境的自然特征，諸如墻壁以及故意放置的安裝在選擇位置上的射頻反射器。
未知位置的接收機(jī)4具有天線20、收發(fā)信機(jī)22和包括處理器26與存儲(chǔ)器28的控制系統(tǒng)24。
提供位置服務(wù)器8，其具有包括處理器36和存儲(chǔ)器38的控制系統(tǒng)34。該存儲(chǔ)器38包含數(shù)據(jù)庫(kù)39，其列出發(fā)射機(jī)2和反射器6的位置和用于執(zhí)行位置計(jì)算的代碼37。位置服務(wù)器8需要與接收機(jī)4通信，并且在示出的實(shí)施例中，位置服務(wù)器具有它自己的天線30和收發(fā)信機(jī)32。
在可供選擇的實(shí)施例中，位置服務(wù)器8可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到發(fā)射機(jī)2，并且可以經(jīng)由發(fā)射機(jī)與接收機(jī)4通信。做為選擇，位置服務(wù)器8可以通過(guò)在發(fā)射機(jī)2或者接收機(jī)4中包含必要的代碼37和反射器位置數(shù)據(jù)39而被集成到發(fā)射機(jī)2或者接收機(jī)4中。
使用中，從發(fā)射機(jī)2的天線10發(fā)送超寬帶信號(hào)40(步驟50)。使用這樣的信號(hào)，使得更容易確定信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間。那些本領(lǐng)域技術(shù)人員將不難理解“超寬帶”。特別地，該信號(hào)最好具有大于500MHZ的帶寬。
接收機(jī)4拾取這個(gè)信號(hào)的多個(gè)分量42。分量42之一是從發(fā)射機(jī)2直接傳播到接收機(jī)4的直接分量44，其它分量42是經(jīng)由反射器6傳播的間接分量46。
接收機(jī)4確定(步驟52)這些分量42的抵達(dá)時(shí)間。技術(shù)人員將知道若干解析該分量和確定到達(dá)時(shí)間的方法，因此這將不進(jìn)一步進(jìn)行描述。可能性包括用于擴(kuò)頻信號(hào)或者超寬帶寬信號(hào)的RAKE接收機(jī)或者基于軟件的相關(guān)器，諸如在教科書(shū)例如由McGraw-Hill出版的JGProakis的“Digital Communications”第三版中描述的。然后，接收機(jī)4將時(shí)間發(fā)送(步驟54)給位置服務(wù)器8。然后，位置服務(wù)器8中的代碼37用于計(jì)算接收機(jī)4的位置。
應(yīng)當(dāng)注意到，沒(méi)有必要測(cè)量每個(gè)分量的到達(dá)時(shí)間?？赡苡性S多的分量，許多分量非常弱。所需要的是測(cè)量多個(gè)有意義分量的到達(dá)時(shí)間。
第一個(gè)抵達(dá)的分量將是直接分量44，而稍后的分量將是間接分量46。
令τ0是測(cè)量的直接分量44的到達(dá)時(shí)間，并且τi(i＝1，2，…，n)是測(cè)量的將被進(jìn)一步考慮的n個(gè)間接分量46的到達(dá)時(shí)間。這些可以是例如十個(gè)最有意義的分量。令(xT，yT)是發(fā)射機(jī)的巳知位置，并且令(xj，yj)(j＝1，2，…，N)是N個(gè)反射器的巳知位置。如果每個(gè)反射器正好產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)分量，那么n＝N，但是這不是實(shí)質(zhì)性的。假定在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)上的時(shí)鐘之間的時(shí)間偏移是tC。令未知的接收機(jī)位置是(xu，yu)。光速是c。
控制直接分量44的抵達(dá)時(shí)間τ0的等式是
cτ0=(xT-xU)2+(yT-yU)2+ctc.---(1)]]>控制n個(gè)間接分量46的抵達(dá)時(shí)間τi(i＝1，2，…n)的等式是cτi=(xT-xi)2+(yT-yi)2+(xi-xU)2+(yi-yU)2+ctc---(2).]]>雖然這些等式呈現(xiàn)為二維，但是技術(shù)人員將容易地能夠?qū)⑺鼈償U(kuò)展到三維。
如果信號(hào)i＝1...n的反射器的位置(xi，yi)是已知的，則這些等式可以通過(guò)多個(gè)巳知方法的任何一個(gè)諸如Manolakis方法或者特別地Newton方法，很容易地求解(xu，yu)。如果測(cè)量了比求解這些方程式所需更多的分量，即，對(duì)于如同上述的三個(gè)未知數(shù)(xu，yu，tC)測(cè)量了3個(gè)以上的分量，可以使用最小平方技術(shù)，GPS系統(tǒng)中使用的就是這后一項(xiàng)技術(shù)。問(wèn)題是，以上的方程式是根據(jù)n個(gè)信號(hào)分量(i＝1...n)的反射器位置，并且不會(huì)立即知道n個(gè)信號(hào)分量中的哪一些對(duì)應(yīng)于N個(gè)反射器(j＝1...N)的哪一些。
因此，需要確定哪一些分量對(duì)應(yīng)于哪一些反射器。
按照本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，這是通過(guò)在第一個(gè)排列中將n個(gè)信號(hào)分量分配給N個(gè)反射器(步驟56)并且嘗試基于這個(gè)分配來(lái)計(jì)算(步驟58)未知位置而實(shí)現(xiàn)的。然后，對(duì)于n個(gè)信號(hào)分量和N個(gè)反射器的(n，N)排列中的每一個(gè)，重復(fù)這個(gè)步驟(步驟59)。例如，如果n＝N＝5，將有5?。?20個(gè)假設(shè)要檢查。
然后，對(duì)于每個(gè)排列，位置服務(wù)器確定(步驟60)結(jié)果(如果有的話)是否是似乎真實(shí)的。通常，結(jié)果將不是這樣的。根據(jù)該結(jié)果，可以確定似真性。如果存在比未知數(shù)更多的等式，那么，如上所述，可以使用最小平方法來(lái)找到答案。在后一種情況下，也可以通過(guò)等式的兼容性的統(tǒng)計(jì)測(cè)量來(lái)確定似真性。因此，時(shí)常將只有一個(gè)排列給出似乎真實(shí)的結(jié)果。如果巳知用戶是在發(fā)射機(jī)的范圍之內(nèi)，這允許選擇最好的結(jié)果。在一個(gè)以上的方程式組給出答案的不太可能的事件中，可以選擇最靠近于發(fā)射機(jī)位置的結(jié)果。
然后，這個(gè)結(jié)果被發(fā)回給接收機(jī)4(步驟62)，如果在接收機(jī)需要該信息的話，或者根據(jù)需要發(fā)回給某一其他位置。
在這個(gè)實(shí)施例的一種變化中，接收機(jī)4測(cè)量接收的信號(hào)分量42的信號(hào)強(qiáng)度，并且確定結(jié)果是否是似乎真實(shí)的步驟(步驟60)包括確定接收的信號(hào)強(qiáng)度與特定反射器相關(guān)的似然性，以選擇適宜的解答。這可以包括使用反射器6的反射率和尺寸的先驗(yàn)知識(shí)。
在另一個(gè)實(shí)施例(圖3)中，在求解方程式之前，從初始的(n，N)減少排列的數(shù)目。因此，在分配排列和執(zhí)行計(jì)算之前，執(zhí)行選擇適宜排列的另一個(gè)步驟(步驟64)。在一種方案中，使用信號(hào)強(qiáng)度信息來(lái)執(zhí)行選擇步驟64。
在這個(gè)方案的一個(gè)優(yōu)選版本中，接收機(jī)測(cè)量每個(gè)信號(hào)分量42的入射角信息。然后，位置服務(wù)器8使用這個(gè)信息去選擇(步驟64)反射器和信號(hào)分量的可能排列。
在可供選擇的方案中，發(fā)射機(jī)位置可能是未知的，而接收機(jī)位置是巳知的。仍然可以使用相同的方案。
本發(fā)明不局限于室內(nèi)使用，并且也可以在存在或可以放置適宜反射器的環(huán)境下在戶外使用。
可以使用任何適宜的信號(hào)，尤其包括無(wú)線電信號(hào)或者超聲波信號(hào)。
通過(guò)閱讀當(dāng)前公開(kāi)內(nèi)容，其他的變化和改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的。上述的變化和改進(jìn)可以涉及在定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用中已經(jīng)公知的，并且可以用來(lái)代替或者增加此處已經(jīng)描述的特點(diǎn)的等效物及其他的特點(diǎn)。雖然在這個(gè)申請(qǐng)中已經(jīng)對(duì)于特性的特殊組合闡述了權(quán)利要求，但是應(yīng)該理解，本申請(qǐng)公開(kāi)的范圍也包括任何新穎特性，或者此處顯式或隱式公開(kāi)的特性的新穎組合，或者其任何概括，不管其是否如本發(fā)明一樣減輕任何或者所有相同的技術(shù)問(wèn)題。
權(quán)利要求
1.一種定位方法，使用具有射頻發(fā)射機(jī)(12)的發(fā)射機(jī)設(shè)備(2)和具有接收機(jī)(22)的接收機(jī)設(shè)備(4)，其中第一個(gè)設(shè)備是在已知位置上的基準(zhǔn)設(shè)備，而另一個(gè)是在未知位置上的測(cè)試設(shè)備，在已知位置上使用多個(gè)反射器，該方法包括從發(fā)射機(jī)(2)發(fā)送信號(hào)到接收機(jī)(4)，該信號(hào)具有多個(gè)經(jīng)由反射器或者直接地從發(fā)射機(jī)(2)傳播到接收機(jī)(4)的信號(hào)分量；在接收機(jī)(4)中接收發(fā)送信號(hào)的多個(gè)信號(hào)分量；測(cè)量信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間；利用信號(hào)分量從中反射的反射器，識(shí)別信號(hào)分量；和通過(guò)將測(cè)量的信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間與識(shí)別的反射器的已知位置和基準(zhǔn)設(shè)備的位置相擬合，計(jì)算未知位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的定位方法，包括測(cè)試信號(hào)分量對(duì)反射器的分配的多個(gè)可能排列，并且識(shí)別信號(hào)分量對(duì)信號(hào)分量從中反射的反射器的分配的排列，其中該排列給出計(jì)算的信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間與測(cè)量的信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間之間的最佳擬合，和/或允許未知位置的解答，和/或給出計(jì)算的未知位置與可能的未知位置之間的最佳擬合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的定位方法，其中依次測(cè)試?yán)梅瓷淦髯R(shí)別信號(hào)分量的每個(gè)可能排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的定位方法，進(jìn)一步包括選擇可能排列的子集，并且隨后測(cè)試選擇的子集的排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的定位方法，包括在接收機(jī)(4)中測(cè)量信號(hào)分量的入射角，并且基于入射角信息選擇排列的子集。
6.根據(jù)任何一項(xiàng)前面權(quán)利要求的定位方法，進(jìn)一步包括測(cè)量接收的信號(hào)分量的信號(hào)強(qiáng)度，其中利用反射器識(shí)別信號(hào)分量的步驟包括擬合接收的信號(hào)強(qiáng)度與期望值。
7.根據(jù)任何一項(xiàng)前面權(quán)利要求的方法，其中信號(hào)是射頻信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的定位方法，包括發(fā)送超寬帶信號(hào)作為發(fā)送的射頻信號(hào)。
9.根據(jù)任何一項(xiàng)前面權(quán)利要求的方法，其中從測(cè)量的到達(dá)時(shí)間中計(jì)算發(fā)射機(jī)或者接收機(jī)的未知位置的步驟通過(guò)求解以下的聯(lián)立方程式來(lái)完成cτ0=(xT-xR)2+(yT-yR)2+ctc---(1)cτ1=(xT-xi)2+(yT-yi)2+(xi-xR)2+(yi-yR)2+ctc---(2)]]>對(duì)于i＝1...n其中τ0是測(cè)量的直接信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間；τ，(i＝1，2，...，N)是測(cè)量的N個(gè)間接信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間；(xT，yT)是發(fā)射機(jī)的位置；(xR，yR)是接收機(jī)的位置；(xi，yi)(i＝1，2，...，n)是利用第i個(gè)信號(hào)分量識(shí)別的反射器的位置；tc是接收機(jī)時(shí)鐘相對(duì)于發(fā)射機(jī)時(shí)鐘的未知時(shí)鐘偏移；和c是光速。
10.一種用于在已知位置上具有多個(gè)反射器(6)的環(huán)境中使用的定位系統(tǒng)，包括用于發(fā)送信號(hào)的發(fā)射機(jī)(2)；用于接收發(fā)送信號(hào)的多個(gè)信號(hào)分量的接收機(jī)(4)，每個(gè)信號(hào)分量或者直接地從發(fā)射機(jī)接收或者間接地從反射器(6)接收，該接收機(jī)(4)被安排為測(cè)量信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間；和位置服務(wù)器，包括用于存儲(chǔ)發(fā)射機(jī)(2)和接收機(jī)(4)之一的已知位置和用于存儲(chǔ)多個(gè)反射器(6)的已知位置的裝置(39)，以及用于根據(jù)從中反射相應(yīng)信號(hào)分量的反射器(6)識(shí)別多個(gè)接收的信號(hào)分量和通過(guò)擬合測(cè)量的接收信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間與存儲(chǔ)的已知位置來(lái)計(jì)算發(fā)射機(jī)(2)和接收機(jī)(4)之中另一個(gè)的未知位置的裝置(36)。
11.一種位置服務(wù)器，用于根據(jù)在接收機(jī)(4)上測(cè)量的多個(gè)接收的信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間計(jì)算發(fā)射機(jī)(2)或者接收機(jī)(4)之一的未知位置，其中多個(gè)接收的信號(hào)分量是由發(fā)射機(jī)(2)發(fā)送的信號(hào)產(chǎn)生的，該位置服務(wù)器包括用于存儲(chǔ)發(fā)射機(jī)(2)和接收機(jī)(4)之一的已知位置和用于存儲(chǔ)多個(gè)反射器(6)的已知位置的裝置(39)，以及用于根據(jù)從中反射相應(yīng)信號(hào)分量的反射器(6)識(shí)別多個(gè)接收的信號(hào)分量和通過(guò)擬合測(cè)量的接收信號(hào)分量的到達(dá)時(shí)間與存儲(chǔ)的已知位置來(lái)計(jì)算發(fā)射機(jī)(2)和接收機(jī)(4)之中另一個(gè)的未知位置的裝置(36)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的位置服務(wù)器，進(jìn)一步包括發(fā)射機(jī)(2)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的位置服務(wù)器，進(jìn)一步包括接收機(jī)(4)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11、12或者13之中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的位置服務(wù)器，以集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
一種定位系統(tǒng)、設(shè)備和方法包括發(fā)射機(jī)(2)、接收機(jī)(4)和多個(gè)反射器(6)。信號(hào)被直接和經(jīng)由反射器(6)從發(fā)射機(jī)發(fā)送到接收機(jī)。位置服務(wù)器(8)通過(guò)利用反射器(6)識(shí)別信號(hào)分量(40)來(lái)計(jì)算發(fā)射機(jī)或者接收機(jī)的未知位置。
文檔編號(hào)H04W64/00GK1729407SQ200380107064
公開(kāi)日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2003年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月19日
發(fā)明者S·R·多利 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司