一種用於定位發射機的方法和系統的製作方法

2023-05-20 06:27:56 1

專利名稱：一種用於定位發射機的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明的目的是一種用於定位發射機的方法和系統，其中利用位置已知的接收機測量位置已知的一個或多個發射機發送的定時信號相對於由待定位的發射機發送的定時信號的接收延時，通過使用這些測量結果，確定位置未知的發射機的地點。
可將該發射機的位置信息用於許多不同的目的。一種使用範圍涉及藍牙無線電機。這些機器通常情況下是集成在其他產品中的方便的短距離無線電機，不同的設備可以藉助它們互相通信。當覺察它們的環境並與它交互作用的智能設備知道它們相對於其他設備的位置和它們的工作環境時，可利用的藍牙發射機的位置信息將使各種應用能夠實現。當決定建立與其他設備的數據傳輸連接，以及確定設備之間的距離時也可以利用位置信息。另一種使用範圍是對移動站定位，例如，能夠對打緊急電話的人定位，並提供移動站的用戶關於他自己的位置的信息。在不同的控制和接入控制的應用中也可以利用發射機的位置信息。
已知許多不同的方法用於對發射機定位，照例它們是基於對信號的傳播延時，時間差或方位或它們的變化的測量。相同的原理通常可應用於對發射機的定位，關於對接收機的定位，有一點差別，典型情況下，為了對發射機定位使用幾個位置已知的接收機，而為了對接收機定位使用幾個位置已知的發射機。
在基於傳播延時的方法中，利用幾個發射機-接收機組合測量從發射機到接收機的信號傳播時間，從而可以確定待定位的設備的位置。當被簡化時，該方法是以下的類型。發射機發送一種給定的，已知的數據序列，例如，所謂的PRN，也就是偽隨機噪聲碼。接收機產生相同的碼序列並與它的定時同步，使得該接收的和產生的碼處於相同的相位。現在，如果發射機的碼序列的定時是已知的，發射機和接收機的時鐘已經相互同步，則可從該所產生的碼序列的同步延時長度算得信號行經的距離。在此方法中也可使用兩個或多個發射機，它們的位置是已知的，它們的鐘已被相互同步。在這種情況下，該接收機的時鐘並不必須與發射機的時鐘同步，但發射機與接收機的距離差可從不同碼序列的同步延時差算得，當該發射機的位置已知時，也可據此獲得接收機的位置坐標。這種定位方法被用於，例如，眾所周知的GPS(全球定位系統)中。專利US 3789409提出一種基於傳播延時的定位系統。基於傳播延時的方法的一個問題是在對接收機定位中發射機必須極其精確地相互同步，使得不同發射機的碼序列可在已知的相位中被發送。相應地，當對發射機定位時，接收機也必須精確地相互同步或相對於發射機精確地同步，使得不同接收機的標準序列可在相同的相位中產生，以便確定同步延時。發射機和接收機的絕對定時精度的誤差也引起定位誤差。典型情況下，通過在系統中使用極其精確的原子鐘保持系統時鐘的同步。
在基於信號時間差的方法中，利用多個發射機在已知的時刻上發送信號，利用接收機測量信號接收時間之間的差。在信號被從兩個發射機同時發送的情況下，發射機相對於接收機的距離差可直接從發送時間差直接算得。當發射機的位置已知時，可以從距離差看到相對於發射機來說接收機位於哪條雙曲線上。原則上，該方法也可應用於對發射機的定位，在這種情況下，將使用兩個接收機，它們的位置是已知的，它們的鐘是相互同步的。在這種情況下，將用兩個接收機測量信號接收的絕對時刻，由此將從它們的差獲得接收機相對於發射機的距離差。基於時間差的方法的缺點是在對接收機定位中，發射機必須相互同步，因為信號的發送延時必須是已知的。在對發射機定位中，接收機必須相互同步，從而可以計算信號的接收時間差，專利FI 101445描述了一種基於時間差的定位方法。
在基於方位的方法中，通過在多個已知點上測量信號的傳播方向來確定發射機的位置。該方法的缺點是不準確和由信號傳播方向中的反射引起的變化。
美國專利US 5327145和US 5008679描述了部分地基於接收延時測量的定位方法。在由專利US 5327145所描述的方法中，通過利用一個接收機測量來自發射機的信號接收時刻差，也就是接收延時，以及這些信號的入射角來確定兩個發射機的位置。該方法是基於這樣的事實，一個發射機的信號沿兩條路線行進到一個接收機。第一信號是直接從發射機得到的，而第二信號圍繞一個作為鏈路工作的發送接收機或反射器傳播。當假定由信號路徑中的鏈路引起的延時為已知時，根據測量到的接收延時和信號的入射角，可以確定接收機到兩個發射機的距離。該方法的一個缺點是不允許發送延時的變化，所以發射機是相互依賴的，必須精確地確定發送信號的時刻。該方法假定發送後面信號的時刻因而也就是信號的發送延時只取決於發射機之間的距離，以及標準長度的鏈路-發射機的內部延時。在這種情況下，甚至鏈路-發射機內部延時的微小變化都直接影響定位精度。還有一個缺點是該方法需要測量傳輸的方位。
在由專利US 5008679所描述的方法中，通過取得沿著經已知鏈路的不同路線的信號和測量沿著不同路線行進的信號之間的接收延時進行對待定位發射機位置的確定。從接收延時，可以確定信號所傳播的距離差，因為鏈路和接收機的位置是已知的，故可以計算待定位發射機的位置，這種方法的一個缺點是它不允許發送延時變化，所以發射機是相互依賴的，來自鏈路站的發送信號的時刻必須被精確地確定。這種方法假定發送鏈路信號的時刻因而也就是信號的發送延時只取決於該發射機和該鏈路之間的距離，以及標準長度的鏈路-發射機的內部延時。甚至鏈路-發射機的內部延時中稍微的變化都直接影響定位精度。
本發明的目的是創立一種方法，不用在定時或測量性能方面相互依賴的發射機或接收機，就可以確定發射機的位置。換句話說，本發明的目的是創立一種方法，其中接收機被動地獨立地監測來自相互獨立的發射機的信號，根據由接收機測量到的接收延時，可以從這些信號確定未知發射機的位置。
為了實現以上提出的目的和以後要討論的內容，一種依據本發明的方法的主要特徵在於在本方法中，發射機和接收機基本上是相互獨立的；至少兩個接收機被用於測量所述的定時信號之間的接收延時；基本上同時利用所有的接收機進行接收延時的測量；根據接收延時計算待定位發射機的一個或多個位置坐標。
本發明的目的也是一種用於對發射機定位的系統，該系統的特徵在於發射機和接收機基本上是相互獨立的；該系統具有至少兩個接收機，被安排用於測量所述的定時信號之間的接收延時；所有的接收機基本上同時測量接收延時；一種計算單元根據接收延時計算待定位發射機的一個或多個位置坐標。
在依據本發明的方法中，通過利用多個接收機同時測量來自兩個發射機的定時信號的接收延時來進行定位。當接收機和一個發射機的位置已知時，可以根據該接收延時而無需知道發送或接收定時信號的絕對時刻就可計算待定位發射機的地點。因為所談到的絕對時刻對本方法是沒有意義的，在本方法中可以使用相互獨立的發射機和接收機，因此它們並不必須臨時地相互同步。接收機並不必須確定相對於其他接收機的接收定時信號的時刻，所以它們可以是沒有臨時同步或公共固定時間的獨立單元。發射機不必對於給定的絕對時刻或對於其它發射機定時發送，因此它們也是沒有臨時同步或公共固定時間的獨立單元，並不必須測量信號的傳播延時，所以可以根據在接收各個脈衝之間的時間的測量進行測量，而不是確定一個碼序列的相移。在這種情況下，可以在測量中達到較高的定時解析度，信號的多徑傳播並不產生問題，因為所測量的信號不需要是連續的。測量被動地進行，從而定位並不對要定位的發射機加載。同樣，本方法並不對要定位的發射機提出任何限制，而是可以從它的信號毫不含糊地確定某些定時信號，所有接收機的測量可以此為基礎。
以下，將通過參考附圖詳細地解釋本發明，其中

圖1是示出依據本發明的一種方法的測量方案簡圖；和圖2是示出定時信號之間發送延時的簡圖；和圖3是示出由接收機測量到的定時信號之間的接收延時簡圖；和圖4是示出依據本發明的一種定位系統的方框圖。
通過參考圖1，2和3，以如下的簡化方式進行定位在依據本發明的一種方法中，待定位的發射機M與每個位置已知的發射機R和接收機A，B，C形成一種幾何關係。通過利用多個接收機測量不同發射機的定時信號之間的接收延時。確定待定位發射機相對於位置已知的發射機和相對於位置已知的接收機的位置。
通過利用一個接收機A測量由這些發射機M和R發送的定時信號之間的接收延時，可以形成一個方程式，有兩個未知變量相對於所談及的接收機的發射機距離差10-11，和在發送定時信號的時刻之間的未知延時22。當在基本上同時測量相同定時信號之間的接收延時時，利用位置已知的第二接收機B也得到一個第二方程式，也有兩個未知變量，距離差12-13和發送延時22。因為兩個接收機的接收延時測量是基於相同的定時信號，在兩種測量中發送延時22是公共的。
因為接收機和待定位發射機以外的發射機的位置相對於坐標系16是已知的，可以通過利用待定位發射機的位置坐標X，Y和Z表達發射機相對於每個接收機的距離差。在這種情況下，兩個方程式有四個公共的未知數，也就是在發送定時信號的時刻之間的未知延時22，以及待定位的發射機M的位置坐標。
因此，藉助於一個位置已知的發射機R，和兩個位置已知的接收機A和B，現在我們得到兩個方程式，總共有四個未知數發送延時22，以及待定位發射機M的坐標X，Y和Z。如果所用的坐標系16可被這樣確定，使得待定位發射機位置坐標中的兩個是已知的，現在可以利用兩個接收機和所談到的一個已知發射機的方案除了發送延時外也解決一個位置坐標。
如果位置已知的接收機數目增加1個，從新的接收延時測量中可以形成第三個新的方程式，它與以前的方程式具有相同的未知數。因此，當一個變量被假定為已知時可以解出三個變量。
如果位置已知的發射機數目增加1個，現在可以利用每個接收機完成兩個接收延時測量，一個是關於第一發射機和待定位的發射機，一個是關於第二發射機和待定位的發射機。在這種情況下，方程式的數目是接收機的數目乘以位置已知的發射機數目。然而，未知量的數目也增加1個，而第二發射機和待定位發射機之間的發送延時是未知的。
因此，利用依據本發明的方法，或者利用三個位置已知的接收機和一個已知的發射機，或者利用兩個位置已知的接收機和兩個已知的發射機可以解出待定位發射機的兩個未知的位置坐標。從前面的方案我們得到三個方程式，利用它們除了未知的發送延時外可以解出兩個位置坐標，從後面的方案，我們得到四個方程式，但現在也有兩個未知的發送延時，一個相對於兩個已知的發射機和待定位的發射機。因此，除了未知的發送延時外，在這種情況下也可以解出兩個位置坐標。這種可交換性可被概括說明，即通過使用總共至少四個發射機或接收機，它們的位置是已知的，可以確定待定位發射機的位置坐標X和Y，不管是否不同發射機定時信號的發送時刻，傳播延時，在定時信號之間發送延時的長度或接收相對於其他接收機的定時信號的時刻是已知的。
通過增加位置已知的發射機和接收機的數目，可以解出待定位發射機更多的位置坐標，或者通過組成用於解出待定位發射機的位置坐標的許多不同的方程式組，可以改進定位精度。如果位置已知的發射機數目被標記為L，接收機數目被標記為V，以及待解出的位置坐標數目被標記為K，方程式組的不同組合數目S可被表達成公式S=(LV)!(K+L)!(LV-(K+L))!]]>這表明定位精度可通過增加位置已知的發射機數目得以增加。如果，例如，希望解出待定位的發射機的坐標X和Y，為此利用一種依據本發明的方法，該方法有四個接收機和兩個發射機，它們的位置是已知的，可以利用70種不同的方程組解出坐標X和Y。與使用一個位置已知的發射機，和三個接收機的相應的方案相比較，這種方案將減少隨機測量誤差的影響。
以下，將藉助於一個例子介紹依據本發明的方法。本方法使用位置已知的兩個或多個接收機和一個或多個發射機。在本例中，有三個接收機和一個位置已知的發射機。根據這些接收機的測量結果確定待定位發射機的位置坐標X和Y，以及發射機定時信號之間的發送延時。在本例中，假定位置坐標Z和發送定時信號的次序是已知的，或者當發送定時信號的次序是未知時，接收機能夠在任何給定時間在發射機定時信號之間加以區分。假定為清楚起見，坐標Z是已知的，而依據相同的原理，可以利用四個接收機和一個已知的發射機或甚至利用三個接收機和兩個已知的發射機，如果發送定時信號的次序是已知的，或者能夠在發射機定時信號之間加以區分，可以確定待定位發射機的位置坐標X，Y和Z。如果未知量比位置已知的接收機和發射機數目少，通過組成更多的方程組，從如上所述的發射機-接收機組合的測量結果解出未知量，和將所得到的結果組合，可以增加定位精度。
依據圖1，接收機A，B和C位於相對於坐標系16的已知點上，在本例中坐標系的軸X，Y和Z已被確定，所以發射機和接收機位於由它指明的平面X-Y上。R是位置已知的發射機，M是待定位的發射機。
設以下的符號被確定用於說明本方法
設接收機A，B和C以及發射機R和M的位置坐標X分別為XA，XB，XC，XR和XM，並設坐標Y分別是YA，YB，YC，YR和YM。設位置坐標的值被表示為離所用的坐標系16的原點的距離。
設發射機R離接收機A，B和C的距離10，12和14分別為LR-A，LR-B，LR-C。
設發射機M離接收機A，B和C的距離11，13和15分別為LM-A，LM-B，LM-C。
現在距離11可藉助於坐標X和Y表達為如下形式LM-A=(XA-XM)2+(YA-YM)2,]]>距離13和15分別被表達為如下形式LM-B=(XB-XM)2+(YB-YM)2]]>和LM-C=(XC-XM)2+(YC-YM)2]]>在依據本發明的方法中，發射機R和M都發送相互獨立帶有某些隨機延時的定時信號，示於圖2中。在本方法中，既不是發送定時信號的時刻又不是發送延時需要是已知的或預先確定的，所以發射機既不需要相互同步又不需要相對於接收機同步。當然，發射機可以有某種依從關係，如它們相互通信，並因而依次發送信號。然而，這種類型的定時依從關係是如此的粗糙，以致對定位沒有什麼意義。因此，發射機基本上是相互獨立的。然而，發射機不一定要比由最大可能的接收機距離和信號傳播速率之間的關系所確定的序列更頻繁地發送相同的定時信號。在這種情況下，我們可以肯定，在所有的接收機中，接收延時的測量是基於相同的定時信號。
定時信號20和21可以是脈衝型，階梯狀或類似形狀。應該指出，在確定時間差中所用的定時信號不一定需要是物理信號本身，而可以是用數學方式從較大的物理信號轉換集導出的參考點。這種方法的一個簡單的例子可以是在一個分組傳輸期間從所有基帶信號相位轉換的平均定時算得的參考點。利用數學方式導出的定時信號可以更好地利用整個接收到的信息，因而可以增加定位精度。然而，重要的是所有接收機能夠毫不含糊地在兩個定時信號中確定接收延時的測量應該依據的點。讓我們假定發送的次序是已知的，從而可以認為信號20表示發射機R的定時信號和信號21表示發射機M的定時信號。定時信號發送延時的長度22是未知的。讓未知的發送延時22用符號τ標記。
現在，讓我們假定已知，R是首先發送定時信號，而恰好同樣，M可能是首先發送定時信號。這是這樣的情況，在定時方程式中一項的符號以下面要描述的方式改變或者接收延時測量值的符號應該被轉換。如果發送信號的次序是未知的，接收機就不能夠在不同發射機的定時信號之間區分，只要接收機和發射機的數目，因而也就是可得的方程式的數目是足夠的，可以在方程組中連同其餘的變量解出發送的次序。
每個接收機檢測相同的定時信號20和21。在依據本發明的方法中，定時信號到達一個給定的接收機的時刻相對於其他接收機或相對於發送時刻並沒有任何差別，所以接收機的鐘不需要相互同步也不需要與發射機同步，在本方法中不需要公共的系統時間。每個接收機獨立地操作，被動地監測來自發射機的信號。因此，接收機基本上是相互獨立的。然而，重要的是，由每個接收機完成的接收延時測量是基於從相同的傳輸始發的定時信號，所有的接收機基本上同時完成測量，使得在發送定時信號以後，所談及的定時信號接收延時的測量值是從每個接收機得到的。換句話說，並不是在一次傳輸中用接收機A測量延時，在第二次傳輸中用接收機B測量延時，在第三次傳輸中用接收機C測量，而是在一次傳輸中用所有的接收機A，B和C測量延時。如果使用位置已知的較多發射機，每個接收機將完成較多的測量，並將測量每個位置已知的發射機相對於待定位發射機的定時信號的定時信號接收延時。圖3示出由接收機檢測到的定時信號接收延時。定時數字30表示這樣一種狀況，首先發送定時信號的發射機比第二發送定時信號的發射機靠近接收機。在這種情況下，第一發射機的定時信號31被首先檢測到，在接收延時33以後，第二發射機的定時信號32將被檢測到。在這種情況下，由接收機檢測到的接收延時的長度是τ，其中被加上與發射機相對於所談及的接收機的距離差成比例的時間，以及與以後採用符號C標記的信號傳播速率成比例的時間。
定時數字34表示一種狀況，其中首先發送定時信號的發射機比第二發送定時信號的發射機遠離接收機。在這種情況下，由接收機檢測到的接收延時的長度37是發送延時τ，減去與發射機相對於所談及的接收機的距離差成比例的時間以及與信號的傳播速率成比例的時間。這是這樣的情況，檢測定時信號的次序也取決於與發射機相對於接收機的距離差成比例的發送延時的長度。在正常的情況下，發送延時τ比信號傳播發射機和接收機距離之間的差的長度的距離(也就是LM-A-LR-A)所花的時間長，首先檢測到的定時信號35也是首先發送的定時信號，第二檢測到的定時信號36是第二發送的定時信號。在特殊的情況下，發送延時τ比信號傳播發射機和接收機之間距離差的長度的距離(也就是LM-A-LR-A)所花的時間短，後面發送的信號將首先被檢測到，在這以後是前面發送的定時信號。在這種情況下，依據符號規則，接收延時變成負的。這可在接收機中得到解決，例如，使接收機識別哪個定時信號是在信號35和36中所涉及的，並依據商定的實際情況確定接收延時的符號。如果，因為某種原因，定時信號不可能被區分或者不希望將它們相互區分，也可以認為發送延時τ足夠長，在這種情況下所談到的特殊情況將不會發生。這可在本方法內實現，例如，使位置已知的發射機R也包含一個接收機並檢測待定位發射機的定時信號。在這種情況下，位置已知的發射機R在發送它自己的定時信號以前，M的定時信號發送以後可以等待至少一段給定的時間。
不管哪個發射機位於靠近接收機，由接收機測量到的接收延時遵循以下關係設由接收機A，B和C測量到的接收延時分別為TA，TB和TC。在這種情況下，由於符號規則當商定發射機R是首先發送定時信號時，我們得到TA=+LM-A-LR-Ac]]>TB=+LM-B-LR-Bc]]>TC=+LM-C-LR-Cc,]]>其中C是信號的傳播速率。
在本例中，假定兩個發射機的信號具有相同的傳播速率，但說到依據本發明的方法，這是沒有意義的，恰好信號也可以具有不同的傳播速率，例如，M的信號可以具有速率C和R的信號具有速率γ，從而在這種情況下，例如，TC將被表達成以下形式TC=+LM-Cc-LR-Cv]]>已經商定作為符號規則，發射機M首先發送定時信號，方程式將分別為TA=-LM-A-LR-Ac]]>TB=-LM-B-LR-Bc]]>TC=-LM-C-LR-Cc]]>事實上，如果使用依據傳輸次序R-M的方程式，和將測量到的接收延時的符號轉換，則結果是相同的。
如果有一個以上已知的發射機，依據以上描述過的原理，將關於其他的發射機對和它們的接收延時組成方程式。
在本例中，以上商定發送定時信號的次序為R-M，從而要解的方程組是 這可利用坐標XM和YM，用三個未知變量表達如下 被簡化為以下的方程組 因為接收延時TA，TB和TC已被測量，是已知的，現在可以關於未知變量XM和YM，τ解這個非線性方程組，從而待定位的發射機位置已被確定。
以下，我們描述應用依據本發明的方法的一種示範性例子的實施步驟1.確定所用的坐標系16。
2.在坐標系16中確定接收機A，B，C和已知發射機R的位置坐標。
3.確定所用的定時信號20和21，接收延時33或37的測量以此為基礎，並商定假定的用於確定接收延時符號的發送次序。
4.安排發射機R在給定的間隔上發送所商定的定時信號，或者，如R是一個發送接收機，在由M發送的定時信號以後發送定時信號。
5.每個接收機跟隨發射機的發送，當一個接收機檢測到發射機R或M的定時信號時，開始對時間的測量。
6.當一個接收機檢測到其他發射機的定時信號時，停止對時間的測量。按照商定的符號規則，依據接收定時信號的次序確定測量到的接收延時的符號。
7.將用於實施計算的測得的接收延時值從接收機傳送到計算單元。
8.藉助於測量到的接收延時，已知的坐標和已知的信號傳播速率，用以上提出的方式組成一個方程組或幾個方程組。
9.對於未知的位置坐標和發送延時或若干發送延時，解出所組成的方程組。
依據本發明的定位方法可應用到各種類型發射機的定位中。特別是，本方法優先適合於在數字數據傳輸系統，如藍牙系統無線電發射機的定位中使用。在藍牙系統中，無線電設備互相組成特定的網絡，其中網絡的主單元和從單元依次在公共的數據傳輸信道上發送數據分組。在一種與此類似的系統中，一個發射機的定位可以優先地通過利用每個接收機被動地監測在所談到的數據傳輸信道上所用的數據通信業務來實現。在這種情況下，可以從一個分組的頭段部分和傳輸序列識別每個數據分組的發射機，包含在一個分組的頭段部分中的一個聯合商定的位，如在地址區以後檢測到的第一信號0-1轉換，也可被用作接收延時測量的定時信號。雖然藍牙設備中發送數據分組的時刻相互有某種臨時的關係，然而在發送延時中的變化如此之大，以致它不可能用在通常基於時間差測量的定位方法中。然而，在依據本發明的方法中，定時信號的發送延時並不需要是已知的，所以可以從脈衝樣的定時信號精確地確定一個發射機的位置，不管發送定時信號的絕對時刻如何。
圖4示出依據本發明的一種藍牙發射機定位系統的工作原理。該系統包括位置已知的發射機41和42，接收機45，46，47，以及一個計算單元49。接收機，該系統至少有兩個，包括用於接收定時信號和用於測量接收延時的裝置。計算單元49可以是一個分離的單元，或者被連同某個接收機集成在一起。發射機41是待定位的藍牙發射機，42是位置已知的發射機。發射機42可以作為一個獨立單元工作，在它自己的數據傳輸信道上以有規則的間隔發送定時信號，或者可以與發射機41組成一個公共的數據傳輸信道，一個皮網絡，它們以此相互發送數據分組43和44。然而，說到定時系統的操作，發射機41和42是相互獨立的，因為發送這些信號的時刻的相對定時總是如此不精確，以致不可能用在定位中。相互獨立的接收機45，46和47被動地監測數據傳輸信道或若干信道的數據通信業務，進行包括在數據分組43和44中定時信號的接收延時測量。這是可以進行的，例如，使接收機監測所發送的數據分組中頭段的內容，當檢測到來自發射機41或42的傳輸信號時，它們通過地址區以後的第一0-1信號轉換開始或停止對時間的測量。接收機不需要相互同步，因為接收定時信號的絕對時刻對於定位系統的操作是沒有意義的。接收延時的測量結果48被從接收機傳送到計算單元，根據這些結果確定待定位發射機41的位置坐標。如果如此希望的話，可以將位置坐標50從計算單元通過無線電路徑進一步傳送到待定位的藍牙發射機。
權利要求
1.一種用於定位發射機的方法，其中利用位置已知的接收機，相對於由待定位發射機發送的定時信號來測量位置已知的一個或多個發射機定時信號的接收延時，並通過利用這些測量結果在數值上確定位置未知的發射機的地點，其特徵在於在該方法中，這些發射機和接收機是基本上相互獨立的；至少兩個接收機被用於測量所述的定時信號之間的接收延時；基本上同時利用所有的接收機進行接收延時的測量；根據該接收延時，計算待定位發射機的一個或多個位置坐標。
2.一種依據權利要求1的方法，其特徵在於，根據該接收延時，確定待定位發射機和一個或幾個位置已知的發射機的定時信號之間的發送延時。
3.一種依據權利要求2的方法，其特徵在於，該方法包括利用兩個或多個接收機既從待定位的發射機又從位置已知的發射機接收定時信號；利用每個接收機測量這些定時信號之間的接收延時；根據這些測量接收延時計算待定位發射機的未知位置坐標，以及發射機定時信號之間的發送延時。
4.一種依據前面的權利要求中任一項的方法，其特徵在於當其中定時信號是一種脈衝，階梯狀變化或類似的形狀，或一種從一組物理信號轉換中用數學方式導出的標準點時，相對於待定位的發射機被動地進行位置的確定；通過使用總共至少四個位置已知的發射機或接收機，可以確定待定位發射機的位置坐標X和Y，而不管是否發送時刻，不同發射機定時信號的傳播延時，定時信號之間的發送延時長度或接收對於其他接收機的定時信號的時刻是已知的。
5.一種依據前面的權利要求中任一項的方法，其特徵在於，在該方法中使用比定位必要的更多的位置已知的發射機和接收機，從而藉助於較多的方程組解出未知的位置坐標，可以增加定位精度。
6.一種用於定位發射機的系統，其中利用位置已知的接收機，相對於由待定位發射機發送的定時信號，測量由位置已知的一個或多個發射機發送的定時信號接收延時，通過使用這些測量結果，數值上確定位置未知的發射機的地點，其特徵在於這些發射機和接收機是基本上相互獨立的；該系統具有至少兩個接收機被安排來測量所述的定時信號之間的接收延時；所有的接收機基本上同時測量接收延時；根據接收延時，計算單元計算待定位發射機的一個或多個位置坐標。
7.一種依據權利要求6的系統，其特徵在於計算單元根據接收延時計算待定位發射機和位置已知的一個或幾個發射機的定時信號之間的發送延時。
8.一種依據權利要求7的系統，其特徵在於每個接收機接收由每個發射機發送的定時信號，每個接收機測量定時信號之間的接收延時，每個接收機將接收延時值傳送到計算單元，該計算單元根據已知參數和測量的接收延時來計算待定位發射機的位置坐標。
9.一種依據權利要求8的系統，其特徵在於該待定位的發射機是一個無線電發射機。
10.一種依據權利要求9的系統，其特徵在於該位置已知的發射機和該待定位的發射機組成一個皮網絡，通過用該接收機被動地監測所談及的皮網絡的數據通信業務來進行定位。
全文摘要
本發明的目的是一種用於定位發射機的方法和系統,其中利用位置已知的接收機,相對於待定位發射機的定時信號,測量位置已知的一個或多個發射機定時信號的接收延時,並通過使用這些測量結果數值上確定位置未知的發射機的地點。在本方法中,接收機和發射機是基本上相互獨立的,用數值方式解出定時信號之間的未知發送延時。
文檔編號G01S11/02GK1376268SQ00813463
公開日2002年10月23日 申請日期2000年9月27日 優先權日1999年9月27日
發明者A·福爾斯塔蒂烏斯 申請人:諾基亞有限公司