區域移動物體定位系統的製作方法
2023-04-26 03:48:41
專利名稱：區域移動物體定位系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線電通訊、測距及定位技術，特別是一種區域移動物體定位系統。二、 背景技術移動物體定位有廣泛的應用。中國專利00122805. 6公開了一種無線電通訊、測距 及區域定位系統，它是一種無線電通信、測距及區域定位系統，屬無線電通信技術領域。 它是在原有通信系統的基礎上，增設一個或少數幾個低頻的正弦信號作為定位信號。 定位信號與原通信信號一起對高頻載波進行調製、發射，接收機對該複合信號解調。 定位信號的相位變化與電波傳播的距離成正比，由此可進行測距和定位。它能夠在通 話過程中實現測距，在固定基站配合下，實現區域定位。該技術在普通無線電臺通信 信號上疊加一個或數個低頻信號，通過提取低頻信號傳輸延時得到距離。從而實現通 信和區域定位。該系統的主要問題在於1、普通無線電臺採用固定頻率發射，在受到 幹擾時容易出現信號提取失敗從而不能可靠定位；2、只能同時對一個目標定位，否則 會產生幹擾導致無法定位。三、 發明內容本發明的目的在於提供一種能同時對多個移動目標定位，定位準確、不受幹擾的 區域移動物體定位方法及其實現系統。實現本發明的技術解決方案是 一種區域移動物體定位系統，在區域範圍適當地 點設置4個或4個以上位置已知的基站，在區域範圍內的移動物體上設置信號發射機，發射機發射的是經擴頻的偽隨機碼，由於偽隨機碼在固定周期內連續發射，因此，在 基站上如有同步的相同偽隨機碼產生，基站接收到移動物體上發來的偽隨機碼與本身 的偽隨機碼之間會有錯位，這種錯位是由於傳輸延時引起的，它代表了物體與基站之 間的距離。通過多個基站距離就可以實現移動物體的區域定位。本發明的原理是延時測距，通過測量四個(或以上)已知位置上信號傳播的時間
延遲，確定目標至四個(或以上)己知位置的距離，根據這四個(或以上)量測距離， 解算出目標的三維位置和目標與已知位置的時間同步偏差。對於多個物體，系統的解 決方案是採用不同的偽隨機碼，實現碼分多址。由於這種定位方式客觀上是一種擴頻 通信的形式，傳輸通道中存在偽隨機碼的擴頻增益，因而抗幹擾能力強，而且，由於 發射信號在每個頻率上的功率極低，因而無需申請頻點可直接使用。本發明與現有技術相比，其顯著優點是1、可同時測量多個靜止和移動目標；2、 測量結果無需通信傳輸由基站直接得到；3、由於採用擴頻發射接收體制，發射功率和 天線尺寸大幅度減小；4、相比GPS系統，該系統的初始成本和使用成本較低。四
圖1是本發明的區域移動物體定位系統示意圖。圖2是本發明的區域移動物體定位系統發射機原理框圖。圖3是本發明的區域移動物體定位系統基站原理框圖。五具體實施方式
下面結合圖l、圖2、圖3詳細說明依據本發明提出的區域移動物體定位系統的工 作原理。一種區域移動物體定位系統，在定位空間設置不少於4--6個以偽隨機碼擴頻調製 發射與接收的接收基站1 ，定位物體上設置以偽隨機碼擴頻調製發射與接收的發射機2。接收基站由天線下連接低噪聲放大器，經帶通濾波器的射頻信號進入下變頻器， 經頻率合成器解碼，輸出的數字中頻進入數位訊號處理器，分離出偽隨機碼的時間延 遲信號；進行距離解算。發射機由偽隨機碼產生器輸出的數字中頻信號，與由頻率合成器產生的調製的高 頻率信號經上變頻器合成，經帶通濾波器、功率放大器、天線發射。並輸入各個基站的位置信息(經緯度、高度)。在需定位的物體上安裝發射機，發 射機以物體標識碼(不同物體採用不同標識碼)，並調製偽隨機碼，經上變頻和功率電 路發射出去。由於電波在空中的傳輸延遲，分別經過時間tl、 t2、 t3、 t4到達基站l、
基站2、基站3、基站4，各基站的接收機如圖3所示原理測量出各延時，計算出物體 到各基站的距離Rl、 R2、 R3、 R4，由於各基站的位置是已知的，可確定該物體的空間 位置，達到物體定位目的。由於不同物體採用不同的偽隨機碼，基站接收機需對各不同偽隨機碼進行測量， 可以完成多個物體的定位。
權利要求
1. 一種區域移動物體定位系統，其特徵在於在定位空間設置不少於4個以偽隨機碼擴頻調製發射與接收的接收基站[1]，定位物體上設置以偽隨機碼擴頻調製發射與接收的發射機[2]。
2、 根據權利要求1所述的區域移動物體定位系統，其特徵在於接收基站由天線下連接低噪聲放大器，經帶通濾波器的射頻信號進入下變頻器，經頻率合成器解碼，輸出的數字中頻進入數位訊號處理器，分離出偽隨機碼的時間延遲信號； 進行距離解算。
3、 根據權利要求1所述的區域移動物體定位系統，其特徵在於發射機由偽隨 機碼產生器輸出的數字中頻信號，與由頻率合成器產生的調製的高頻率信號經上 變頻器合成，經帶通濾波器、功率放大器、天線發射。
4、 根據權利要求1所述的區域移動物體定位系統，其特徵在於接收基站為4—6個。
全文摘要
本發明公開了一種區域移動物體定位系統。該定位系統在定位空間設置不少於4個以偽隨機碼擴頻調製發射與接收的接收基站，定位物體上設置以偽隨機碼擴頻調製發射與接收的發射機。本發明可同時測量多個靜止和移動目標；測量結果無需通信傳輸由基站直接得到；由於採用擴頻發射接收體制，發射功率和天線尺寸大幅度減小；相比GPS系統，該系統的初始成本和使用成本較低。
文檔編號H04Q7/38GK101212785SQ20061016165
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月30日 優先權日2006年12月30日
發明者捷 張, 朱建良, 李銀伢, 杜國平, 洪廣平, 薄煜明, 全 郭, 錢龍軍 申請人:南京理工大學