CN109889978B - 基站定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种基站定位方法及装置。该方法包括：接收主定位基站发送的第一定位信号，并获取当前时刻的时钟信息t₀；接收至少三个从定位基站在收到第一定位信号后发送的第二定位信号，并分别获取接收到第二定位信号时的时钟信息t_i，第二定位信号中携带从定位基站接收到第一定位信号时的时钟信息T_i0、从定位基站发送第二定位信号时的时钟信息T_i；基于t₀、至少三个从定位基站的t_i、T_i0和T_i，分别确定定位终端到至少三个从定位基站与到主定位基站的第一距离差R_i0；基于R_i0、主定位基站的位置信息和至少三个从定位基站的位置信息，确定定位终端的位置信息；其中，主定位基站和至少三个从定位基站不位于同一平面，且位于同一平面的定位基站不位于同一直线。

Description

基站定位方法及装置

技术领域

本公开涉及定位技术领域，具体而言，涉及一种基站定位方法及装置。

背景技术

随着科学技术的发展，定位技术的应用已经越来越广泛，给用户的生活来带了极大的便利。其中，基站定位是一种重要的定位方式，能够对无线电覆盖区域中的定位终端进行定位。

现有技术中，TOA(Time Of Arrival到达时间)是一种基于反向链路的定位方法，可以测量定位终端的信号到达多个定位基站的传播时间，然后将该传播时间转换为距离，从而确定该定位终端所在的位置。

但由于在现有技术中，一方面，定位终端需要从服务器获取定位结果，导致定位的延时较大，另一方面，定位基站需要与各定位终端进行双向通信，且与各定位终端的通信过程在时间上不能重叠，从而使进行定位的定位终端的数量受到定位系统的通信信道容量和刷新频率上限的限制，难以向大量的定位终端提供定位服务。

发明内容

本公开的目的在于提供一种基站定位方法及装置，以减少定位延时，避免定位受定位系统的通信信道容量和刷新频率的限制，提高定位系统的容量。

为了实现上述目的，本公开采用的技术方案如下：

第一方面，本公开提出一种基站定位方法，应用于定位终端中，所述方法包括：

接收主定位基站发送的第一定位信号，并获取当前时刻的时钟信息t₀；

接收至少三个从定位基站在收到所述第一定位信号后发送的第二定位信号，并分别获取接收到所述第二定位信号时的时钟信息t_i，所述第二定位信号中携带从定位基站接收到所述第一定位信号时的时钟信息T_i0、所述从定位基站发送所述第二定位信号时的时钟信息T_i，i为所述从定位基站的编号；

基于t₀、所述至少三个从定位基站的t_i、T_i0和T_i，分别确定所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0；

基于所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0、所述主定位基站的位置信息和所述至少三个从定位基站的位置信息，确定所述定位终端的位置信息；

其中，所述主定位基站和所述至少三个从定位基站不位于同一平面，且位于同一平面的定位基站不位于同一直线。

第二方面，本公开还提出一种基站定位装置，应用于定位终端中，所述装置包括：

第一接收模块，用于接收主定位基站发送的第一定位信号，并获取当前时刻的时钟信息t₀；

第二接收模块，用于接收至少三个从定位基站在收到所述第一定位信号后发送的第二定位信号，并分别获取接收到所述第二定位信号时的时钟信息t_i，所述第二定位信号中携带从定位基站接收到所述第一定位信号时的时钟信息T_i0、所述从定位基站发送所述第二定位信号时的时钟信息T_i，i为所述从定位基站的编号；

第一确定模块，用于基于t₀、所述至少三个从定位基站的t_i、T_i0和T_i，分别确定所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0；

第二确定模块，用于基于所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0、所述主定位基站的位置信息和所述至少三个从定位基站的位置信息，确定所述定位终端的位置信息；

其中，所述主定位基站和所述至少三个从定位基站不位于同一平面，且位于同一平面的定位基站不位于同一直线。

第三方面，本公开还提出一种电子设备，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现上述第一方面所述的方法。

第四方面，本公开还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现上述第一方面所述的方法。

在本公开实施例中，定位终端可以接收主定位基站发送的第一定位信号并确定接收到第一定位信号时的时钟信息，接收至少三个从定位基站的第二定位信号并分别确定接收到各第二定位信号时的时钟信息，且第一定位信号中携带主定位基站的位置信息，各第二定位信号携带从定位基站接收到第一定位信号时的时钟信息以及发送该第二定位信号时的时钟信息。由于信号的传输速度是固定的，因此，可以基于上述时钟信息，确定信号在定位终端与从定位基站之间和信号在定位终端与主定位基站之间的传输的差异，进而确定定位终端与各从定位基站之间距离分别和定位终端与主定位基站之间距离的差异，且由于主定位基站和各从定位基站的位置信息是确定的，因此，能够确定定位终端的位置信息，从而完成定位。由于是由定位终端完成对该定位终端的定位过程，从而避免了从服务器获取定位结果的延时，提高了定位的时效性，也避免了定位受定位系统的通信信道容量和刷新频率的限制，极大地提高了定位的容量，能够向大量的定位提供定位服务。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本公开了解。本公开的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本公开所提供的一种基站定位系统的结构示意图；

图2示出了本公开所提供的另一种基站定位系统的结构示意图；

图3示出了本公开所提供的一种基站定位方法的流程示意图；

图4示出了本公开所提供的一种基站收发信号示意图；

图5示出了本公开所提供的另一种基站定位方法的流程示意图；

图6示出了本公开所提供的一种基站定位装置的功能模块示意图；

图7示出了本公开所提供的另一种基站定位装置的功能模块示意图；

图8示出了本公开所提供的另一种基站定位装置的功能模块示意图；

图9示出了本公开所提供的另一种基站定位装置的功能模块示意图；

图10示出了本公开所提供的一种电子设备的功能模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开中附图，对本公开中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

还需要说明的是，在本公开的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在对本公开进行详细地解释之前，先对本公开的应用场景予以介绍。

基站定位已经广泛应用于仓库、疗养院、监狱、商场、展厅、隧道、广场、机场、体育场等多种室内或室外的场景中，从而对人员、物品或车辆等各种对象进行定位。

请参照图1，基站定位系统包括多个定位基站101、服务器102和定位终端103。其中，各定位基站101和服务器102可设置在需要进行基站定位的场景中，定位终端103可设置(比如，外置、嵌入或携带等方式，例如，当对人员进行定位时，该定位终端103可以包括手表或手环，从而佩戴在该人员上；当对物品进行定位时，该定位终端103可以嵌入在该物品上)在该场景中的需要进行基站定位的对象上，且各定位基站101与服务器102以及其它定位基站101之间可以通过有线或无线方式进行通信连接，且该定位基站101也可以与定位终端103通过无线方式通信连接。

定位基站101是指在一定的无线电覆盖区中能够与定位终端103进行信息传递的无线电收发信电台。

需要说明的是，设置于同一场景中的多个定位基站101可以包括一个主定位基站101和至少三个从定位基站101，且各定位基站101作为主定位基站101或从定位基站101可以由服务器102确定。

例如，为了增加系统的鲁棒性，可以通过服务器102将该多个定位基站101轮流配置为主定位基站101，并将其它定位基站101配置为从定位基站101。

其中，主定位基站101可以发送和接收无线通信信号，从定位基站101只接收无线通信信号且可以向服务器发送无线通信信号。

需要说明的是，在该基站定位系统中，主定位基站101以及至少三个从定位基站101不位于同一平面，且位于同一平面的定位基站不位于同一直线。且当从定位基站101的数目越多时，所能够确定定位终端103所在位置的解算冗余度越高，从而使对定位终端103进行定位的准确性越高。

还需要说明的是，为了便于定位终端103对各从定位基站101进行识别，进而准确地接收来自各从定位基站101的信号，可以事先确定各从定位基站101的基站标识。

其中，基站标识为定位基站进行标识的信息，比如基站标识可以包括基站编号、基站名称或者基站ID(Identification，身份证)。

定位终端103能够与定位基站101进行通信。

需要说明的是，上述无线通信信号可以包括UWB(Ultra Wideband，超带宽)信号、RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)信号、WIFI(Wireless-Fidelity，无线保真)信号、蓝牙信号，ZIGBEE(紫蜂协议)信号等无线通信信号。

服务器102为具有计算能力的设备，比如平板电脑、个人电脑或PDA(PersonalDigital Assistant，个人数字助理)。该服务器102可以对各定位基站101管理、并针对来自各定位基站101的数据进行处理，比如，对各定位基站101进行配置、控制、升级、检测心跳等操作。

例如，服务器102中可以设置有上位机解算单元和数据库。

需要说明的是，在实际应用中，服务器102也可以通过前述中的无线通信信号与定位终端103进行通信。

时钟信息为根据系统时钟得到能够说明时间的信息，比如该时钟信息可以包括时间戳。

请参照图2，为本公开所提供的一种基站定位系统的结构示意图。如图2所示，基站定位系统中的多个定位基站101可以分布在需要定位的场景中的不同位置，且包括一个主定位基站101和至少三个从定位基站101，定位终端103(无人机)在该场景中运动。当通过上述定位系统进行定位时，各定位基站可以以广播的形式发送信号(如图2中，通过虚线表示信号传播)。主定位基站101发送第一定位信号，各从定位基站101接收到第一定位信号，并依次向定位终端103发送第二定位信号。由于信号传输的速度是固定的，因此定位终端103依次接收第一定位信号以及至少三个第二定位信号，并基于接收到第一定位信号以及至少三个第二定位信号的时机，确定分别到至少三个从定位基站101的距离与到主定位基站101的距离之间的差值，再基于主定位基站101以及至少三个从定位基站101的位置信息，即可确定该定位终端103的位置信息，从而完成定位。

第一定位信号为主定位基站101发送的、用于定位终端103进行定位的信号。

第二定位信号为从定位基站101发送的、用于定位终端103进行定位的信号。

需要说明的是，由前述可知，各定位基站可以通过广播的形式发送信号，因此，为了减少多个定位基站的信号干扰的可能，确保定位终端103能够接收到任一从定位基站101的信号，进而提高定位的可靠性，各从定位基站101可以通过时分的方式向定位终端103发送信号。比如，可以采用令牌传递的方式，主定位基站101在发送第一定位信号之后，各从定位基站101可以接收该第一定位信号，并在接收到第一定位信号之后，按照预先设置的次序或随机的次序，依次发送第二定位信号，从而使各第二定位信号在不同的时间到达定位终端103。例如，当各从定位基站按照预先设置的次序依次发送第二定位信号时，排序靠前的从定位基站可以先发送第二定位信号，对于任一从定位基站101，可以接收第二定位信号并确定当前接收到的第二定位信号所来自从定位基站101的编号，当基于该编号和本端的编号，确定本端为下一发送第二定位信号的从定位基站101时，则以广播的形式发送第二定位信号。相应的，定位终端103可以依次接收第一定位信号以及各第二定位信号。当然，在实际应用中，各从定位基站101也可以通过其它方式来发送第二定位信号，确保定位终端103可以准确地接收到各从定位基站101的第二定位信号即可。

还需要说明的是，主定位基站101可以按照特定频率发送第一定位信号，相应的，各从定位基站101可以在每次接收到第一定位信号之后发送第二定位信号，从而定位终端可以按照该特定频率来确定定位终端的位置信息，实现周期性或实时定位的目的。

例如，当基站定位系统包括8个定位基站(一个主定位基站和7个从定位基站)时，各定位基站依次发送一次信号，定位终端即可完成一次定位。且由于每个定位基站发送信号的时间约为3毫秒、所以定位终端进行一次定位所需的时间小于或等于25毫秒，也即是，定位终端进行定位的最高频率可达250赫兹。

位置信息用于说明定位基站或定位终端所在的位置，可以包括坐标或者经纬度。

在对本公开的应用场景进行介绍之后，将对本公开所提供的基站定位方法进行详细说明。

请参照图3，为本公开所提供的一种基站定位方法的流程示意图。该方法应用于定位终端中。需要说明的是，本公开所述的基站定位方法不以图3以及以下所述的具体顺序为限制，应当理解，在其它实施例中，本公开所述的基站定位方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。下面将对图3所示的流程进行详细阐述。

步骤301，接收主定位基站发送的第一定位信号，并获取当前时刻的时钟信息t₀。

为了确保后续定位终端能够根据到信号在定位终端到主定位基站以及到至少三个从定位基站之间的传输，对该定位终端进行定位，该定位终端可以接收主定位基站的第一定位信号，并确定接收到第一定位信号时的时钟信息。

需要说明的是，第一定位信号还可以携带更多的信息，比如主定位基站的位置信息。

其中，主定位基站的位置信息可以由主定位基站事先确定，比如，主定位基站可以通过接收前述服务器发送的位置信息来得到该主定位基站的位置信息。

请参照图4，主定位基站发送第一定位信号，各从定位基站以及定位终端均可以接收到该第一定位信号。其中，当定位终端接收到第一定位信号时，并生成时钟信息t₀。

其中，图4中的方框表示天线延时。

需要说明的是，第一定位信号中可以携带主定位基站的基站标识(比如基站编号)，从而使从定位基站或定位终端确定所接收到的信号为来自主定位基站的第一定位信号。

步骤302，接收至少三个从定位基站在收到第一定位信号后发送的第二定位信号，并分别获取接收到第二定位信号时的时钟信息t_i，第二定位信号中携带从定位基站接收到第一定位信号时的时钟信息T_i0、该从定位基站发送第二定位信号时的时钟信息T_i，i为该从定位基站的编号。

其中，主定位基站和至少三个从定位基站不位于同一平面，且位于同一平面的定位基站不位于同一直线。

为了确保后续定位终端能够根据到信号在定位终端到主定位基站以及到至少三个从定位基站之间的传输，对该定位终端进行定位，该定位终端可以接收至少三个从定位基站发送的第二定位信号，并确定接收到第二定位信号时的时钟信息。

请参照图4，主定位基站发送第一定位信号后，各从定位基站接收第一定位信号后，并确定接收到第一定位信号时的时钟信息T_i0。各从定位基站依次发送第二定位信号，并确定发送第二定位信号时的时钟信息T_i，将T_i0和T_i携带在第二定位信号中。例如，在图4中，从定位基站包括从定位基站1、从定位基站2、从定位基站3和从定位基站4，当主定位基站发送第一定位信号之后，从定位基站1、从定位基站2、从定位基站3和从定位基站4可以依次发送第二定位信号。相应的，定位终端可以接收各第二定位信号，并确定接收到第二定位信号时的时钟信息T_i。

需要说明的是，i可以为正整数。

还需要说明的是，第二定位信号还可以携带更多的信息，比如发送该第二定位信号的从定位基站的位置信息。

步骤303，基于t₀、至少三个从定位基站的t_i、T_i0和T_i，分别确定定位终端到该至少三个从定位基站与到主定位基站的第一距离差R_i0。

由于信号传输的速度是固定的(即光速)，因此，可以基于t₀、至少三个从定位基站的t_i、T_i0和T_i，确定信号在定位终端与各从定位基站之间的传输时长和信号在该定位终端与主定位基站之间传输时长的差异，进而确定定位终端到该至少三个从定位基站与到主定位基站的第一距离差。

其中，R_i0可以为定位终端到从定位基站的测量距离，与该定位终端到主定位基站的的测量距离之间的差值。

步骤304，基于定位终端到至少三个从定位基站与到主定位基站的第一距离差R_i0、该主定位基站的位置信息和该至少三个从定位基站的位置信息，确定该定位终端的位置信息。

由于已经确定得到定位终端分别到至少三个从定位基站与到主定位基站的第一距离差，且各从定位基站和主定位基站的位置信息是确定的，因此，能够确定定位终端所在的位置。也即是，可以由定位终端接收主定位基站的第一定位信号以及至少三个从定位基站的第二定位信号进行定位，定位过程不再依赖服务器，从而避免了从服务器获取定位结果的延时，提高了定位的时效性，也避免了定位受定位系统的通信信道容量和刷新频率的限制，极大地提高了定位的容量，能够向大量的定位提供定位服务。

其中，定位终端可以事先确定主定位基站以及从定位基站的位置信息，比如，定位终端可以在初始化时接收用户提交的主定位基站以及从定位基站的位置信息，或者，定位终端额可以在初始化时至少一个定位基站或者服务器获取主定位基站以及从定位基站的位置信息。当然，在实际应用中，定位终端还可以通过其它方式来获取主定位基站以及从定位基站的位置信息。

需要说明的是，由前述可知，基站定位系统中可能包括三个以上的从定位基站，而定位终端可以通过接收主定位基站以及至少三个从定位基站的信号来进行定位，因此，当基站定位系统中包括三个以上的从定位基站时，定位终端可以在确定接收到主定位基站的第一定位信号以及三个从定位基站的第二定位信号时立即进行定位，也可以在在接收到主定位基站的第一定位信号以及该基站定位系统中各个从定位基站的第二定位信号时在进行定位；或者，也可以在接收到主定位基站的第一定位信号以及三个从定位基站的第二定位信号时立即进行定位，且在之后每额外接收到一个从定位基站的第二定位信号时再次进行定位。当然，在实际应用中，定位终端还可以通过其它方式来通过接收主定位基站以及至少三个从定位基站的信号来进行定位。

可以通过chan算法或最小二乘法，基于定位终端、主定位基站以及至少三个从定位基站之间的位置信息，与定位终端分别到主定位基站以及该至少三个定位基站之间距离的关系，确定得到定位终端的位置信息。

Chan算法为一种基于TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)技术、具有解析表达式解的定位算法。

其中，TDOA是一种通过信号在定位终端与定位基站之间的传输时长，确定定位终端与定位基站之间距离的方法。通过比较定位终端发送的信号到达各个定位基站的时间差，就能作出以定位基站为焦点，距离差为长轴的双曲线，双曲线的交点就是定位终端的位置。

最小二乘法为一种数学优化方法，能够通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配，利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据，并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。

在本公开实施例中，定位终端可以接收主定位基站发送的第一定位信号并确定接收到第一定位信号时的时钟信息，接收至少三个从定位基站的第二定位信号并分别确定接收到各第二定位信号时的时钟信息，且第一定位信号中携带主定位基站的位置信息，各第二定位信号携带从定位基站接收到第一定位信号时的时钟信息以及发送该第二定位信号时的时钟信息。由于信号的传输速度是固定的，因此，可以基于上述时钟信息，确定信号在定位终端与从定位基站之间和信号在定位终端与主定位基站之间的传输的差异，进而确定定位终端与各从定位基站之间距离分别和定位终端与主定位基站之间距离的差异，且由于主定位基站和各从定位基站的位置信息是确定的，因此，能够确定定位终端的位置信息，从而完成定位。由于是由定位终端完成对该定位终端的定位过程，从而避免了从服务器获取定位结果的延时，提高了定位的时效性，也避免了定位受定位系统的通信信道容量和刷新频率的限制，极大地提高了定位的容量，能够向大量的定位提供定位服务。

请参照图5，为本公开所提供的一种定位方法的流程示意图。该基站定位方法应用于定位终端中。需要说明的是，本公开所述的基站定位方法并不以图5以及以下所述的具体顺序为限制，应当理解，在其它实施例中，本公开所述的基站定位方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。下面将对图4所示的流程进行详细阐述。

步骤501，定位终端接收主定位基站发送的第一定位信号，并获取当前时刻的时钟信息t₀。

其中，定位终端接收主定位基站发送的第一定位信号，并获取当前时刻的时钟信息t₀的方式，可以参见步骤301中的相关描述，此处不再一一赘述。

步骤502，定位终端接收至少三个从定位基站在收到第一定位信号后发送的第二定位信号，并分别获取接收到第二定位信号时的时钟信息t_i，第二定位信号中携带从定位基站接收到第一定位信号时的时钟信息T_i0、该从定位基站发送第二定位信号时的时钟信息T_i，i为该从定位基站的编号。

其中，定位终端接收至少三个从定位基站发送的第二定位信号，并分别获取接收到第二定位信号时的时钟信息t_i的方式，可以参见前述步骤302中的相关描述，此处不再一一赘述。

步骤503，定位终端确定接收至少三个从定位基站发送的第二定位信号完成。

为了便于定位终端在确定完成第二定位信号之后再通过后续步骤确定该定位终端的位置信息，减少接收到的第二定位信号过少而难以准确定位的问题，也减少接收过多第二定位信号而导致定位的实时性较差的问题，即提高定位的准确性和效率，定位终端可以判断接收至少三个从定位基站发送的第二定位信号是否完成。

其中，定位终端可以通过下述至少一种方式，来判断接收至少三个从定位基站发送的第二定位信号是否完成。

方式一，若在最近一次接收到主定位基站发送的第一定位信号之后，未确定定位终端的位置信息，且再次接收到主定位基站发送的第一定位信号，则确定接收至少三个从定位基站发送的第二定位信号完成。

由前述可知，主定位基站可以按照特定频率发送第一定位信号，因此若在最近一次接收到第一定位信号且未进行定位的情况下，再次接收到第一定位信号，则可以确定前一次定位期间所需的各第二定位信号已经接收完成。

方式二，若在最近一次接收到第二定位信号之后的预设时长内，未接收到任何第二定位信号，则确定接收至少三个从定位基站发送的第二定位信号完成。

其中，预设时长可以通过事先确定得到。

方式三，第二定位信号中可以携带从定位基站的基站标识，相应的，若确定该基站标识为至少三个从定位基站中最后一个发送第二定位信号的从定位基站，则确定接收至少三个从定位基站发送的第二定位信号完成。

其中，至少三个从定位基站中最后一个发送第二定位信号的从定位基站可以通过事先确定，比如当事先确定该至少三个从定位基站发送第二定位信号的次序时，处于该次序中最末的从定位基站即为至少三个从定位基站中最后一个发送第二定位信号的从定位基站。

方式四，若定位终端确定接收到至少三个第二定位信号，则确定接收至少三个从定位基站发送的第二定位信号完成。

当然，若定位终端确定接收至少三个从定位基站发送的第二定位信号未完成，则可以继续接收第二定位信号，直至确定接收至少三个从定位基站发送的第二定位信号完成。

例如，如图4所示，定位系统中包括一个主定位基站和4个从定位基站，且4个从定位基站按照编号依次发送第二定位信号时，定位终端可以在接收到从定位基站3发送的第二定位信号之后，即确定接收至少三个从定位基站发送的第二定位信号完成，也可以在接收到从定位基站4发送的第二定位信号之后，确定接收至少三个从定位基站发送的第二定位信号完成。

步骤504，定位终端基于t₀、至少三个从定位基站的t_i、T_i0和T_i，分别确定定位终端到该至少三个从定位基站与到主定位基站的第一距离差R_i0。

可选地，定位终端可以基于至少三个从定位基站的T_i0和T_i，分别确定该至少三个从定位基站发送第二定位信号与接收到第一定位信号的时钟差F_i0，基于t₀和该至少三个从定位基站的t_i，分别确定该至少三个从定位基站接收到该第二定位信号与接收到该第一定位信号的时钟差f_i0，基于该至少三个从定位基站分别到该主定位基站的距离dis_i0、F_i0和f_i0，确定该定位终端到该至少三个从定位基站与到该主定位基站的第一距离差R_i0。

其中，可以将T_i0和T_i的差值作为F_i0，将t₀和t_i的差值得到f_i0。

可以通过公式1来基于dis_i0、F_i0和f_i0确定R_i0。

R_i0＝(f_i0*coef_tag-F_i0*coef_bsi)c-dis_i0-τ_tag-τ_i(公式1)

其中，coef_tag为定位终端的时钟转换系数，时钟转换系数用于当t₀、T_i0、T_i、t_i、F_i0或f_i0等时钟信息包括时间戳时，将该时间戳转换为物理时间；coef_bsi为第i个从定位基站的时钟转换系数；c为光速；τ_tag为定位终端的天线延时；τ_i为第i个从定位基站的天线延时。

需要说明的是，上述coef_tag、coef_bsi、dis_i0、c、τ_tag和τ_i可以通过事先设置得到，比如，dis_i0可以通主定位基站和各从定位基站的位置信息确定。

步骤505，定位终端基于该定位终端到至少三个从定位基站与到主定位基站的第一距离差R_i0、该主定位基站的位置信息和该至少三个从定位基站的位置信息，确定该定位终端的位置信息。

假设主定位基站的位置信息为[x₀ y₀ z₀]^T，第i个从定位基站的位置信息为[x_i y_iz_i]^T，定位终端的位置信息为[x y z]^T。基于定位终端分别到第i个从定位基站和主定位基站之间的第一距离差，可以构建得到公式2：

其中，1<i<M，M为至少三个从定位基站的数目，引入中间变量

表示定位终端到主定位基站之间的距离，可以将公式2进行线性化处理，得到公式3：

Au＝b (公式3)

其中，

u＝[x-x₀,y-y₀,z-z₀,r]^T，k₀＝[x₀ ²+y₀ ²+z₀ ²]^T，k_i＝[x_i ²+y_i ²+z_i ²]^T。

由公式3可得u＝(A^TA)^-1A^Tb，从而得到定位终端的位置信息。

另在，在公开的另一可选实施例中，若定位终端的任一轴的坐标已知，则上述方程可以从4维降低至3维，从而可以对公式3进行简化。比如，当事先通过气压计测量等方式事先确定定位终端的z轴坐标，即定位终端的z轴的坐标已知，则可以对公式3进行简化：

z_assump为定位终端的z轴坐标，u＝[x,y,r]^T。

步骤506，定位终端基于预设位置信息转换参数，对位置信息进行坐标转换，得到转换后的位置信息。

为了便于统一识别定位终端所在的位置，提高定位的可靠性，可以对定位终端的位置信息进行转换。

预设位置信息转换参数为对位置信息进行转换的参数。该预设位置信息转换参数可以通过事先设置得到。

其中，预设位置信息转换参数可以包括坐标系原点经纬度和坐标系原点高度。

需要说明的是，坐标系可以为定位终端、从定位基站和主定位基站所在的相对坐标系。

例如，坐标系原点纬度为λ₀；坐标系原点经度为φ₀；坐标系原点高度为h₀；θ为x轴与正北方向的夹角，顺时针方向为正；定位终端的纬度为λ；定位终端的经度为φ；定位终端的为h，因此可以确定坐标转换尺常数

从而可以通过下述公式4、公式5和公式6，将定位终端的在相对直角坐标系中的坐标转换至地理坐标：

h＝h₀+z (公式6)

也即是，转换前的位置信息可以包括定位终端在相对坐标系中x、y和z轴的三轴坐标，转换后的位置信息可以包括经度、纬度和高度。

可选地，定位终端可以基于定位终端的位置信息，分别确定该定位终端到至少三个从定位基站与到主定位基站的第二距离差r_i0，基于该定位终端到该至少三个从定位基站与到该主定位基站的第一距离差R_i0和第二距离差r_i0，确定定位精度信息。

为了准确地说明所确定的定位信息的可靠性，定位终端可以确定当前定位的定位精度。

可以基于确定的定位终端的位置信息、主定位基站的位置信息以及前述中参与确定该定位终端定位的至少三个从定位基站的位置信息，分别确定该定位终端到主定位基站以及三个从定位基站之间的距离，基于该定位终端到主定位基站以及三个从定位基站之间的距离，分别确定该定位终端到从定位基站与到主定位基站的第二距离差r_i0，将确定得到的r_i0与R_i0进行比较，从而得到r_i0与R_i0的归一化误差，该归一化误差即可作为定位精度信息，且当该归一化误差越小时，定位精度越高。

其中，r_i0可以为定位终端到从定位基站的实际距离，与该定位终端到主定位基站的的实际距离之间的差值。

可选地，定位终端可以输出定位结果，该定位结果可以包括位置信息，该位置信息可以包括转换之前的位置信息和/或转换之后的位置信息。

当然，在实际应用中，为了便于向用户展示更多与定位相关的信息，从而便于对定位结果进行进一步的处理，该定位结果还可以包括更多的信息，比如可以包括参与定位的基站数目、定位终端距离各定位基站之间的距离和定位精度信息中的至少一个。

另外，由前述可知，当参与定位的从基站的数目超过4个时，在一次定位过程中，定位终端可能利用不同定位基站组合进入解算，从而确定得到多个位置信息，因此，为了进一步提高定位的准确性，该定位终端可以通过卡尔曼滤波或者其它滤波方式，对该多个位置信息进行滤波处理，从而最终输出一个位置信息。

在本公开实施例中，首先，定位终端可以接收主定位基站发送的第一定位信号并确定接收到第一定位信号时的时钟信息，接收至少三个从定位基站的第二定位信号并分别确定接收到各第二定位信号时的时钟信息，且第一定位信号中携带主定位基站的位置信息，各第二定位信号携带从定位基站接收到第一定位信号时的时钟信息以及发送该第二定位信号时的时钟信息。由于信号的传输速度是固定的，因此，可以基于上述时钟信息，确定信号在定位终端与从定位基站之间和信号在定位终端与主定位基站之间的传输的差异，进而确定定位终端与各从定位基站之间距离分别和定位终端与主定位基站之间距离的差异，且由于主定位基站和各从定位基站的位置信息是确定的，因此，能够确定定位终端的位置信息，从而完成定位。由于是由定位终端完成对该定位终端的定位过程，从而避免了从服务器获取定位结果的延时，提高了定位的时效性，也避免了定位受定位系统的通信信道容量和刷新频率的限制，极大地提高了定位的容量，能够向大量的定位提供定位服务。

另外，能够按照预设位置信息转换参数，对位置信息进行转换，从而便于统一对定位得到的位置信息进行识别，提高了定位的可靠性。

另外，可以根据定位得到的位置信息，分别确定定位终端到至少三个从定位基站与到主定位基站的第二距离差，从而根据第二距离差以及相对应的第一距离差，去确定定位精度，进一步提高了定位的可靠性。

请参照图6，为本公开所提供的一种基站定位装置600的功能模块示意图。该基站定位装置应用于定位终端中。需要说明的是，本实施例所提供的基站定位装置600，其基本原理及产生的技术效果与前述对应的方法实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及部分，可参考方法实施例中的相应内容。该基站定位装置600包括：

第一接收模块601，用于接收主定位基站发送的第一定位信号，并获取当前时刻的时钟信息t₀；

第二接收模块602，用于接收至少三个从定位基站在收到所述第一定位信号后发送的第二定位信号，并分别获取接收到所述第二定位信号时的时钟信息t_i，所述第二定位信号中携带从定位基站接收到所述第一定位信号时的时钟信息T_i0、所述从定位基站发送所述第二定位信号时的时钟信息T_i，i为所述从定位基站的编号；

第一确定模块603，用于基于t₀、所述至少三个从定位基站的t_i、T_i0和T_i，分别确定所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0；

第二确定模块604，用于基于所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0、所述主定位基站的位置信息和所述至少三个从定位基站的位置信息，确定所述定位终端的位置信息；

其中，所述主定位基站和所述至少三个从定位基站不位于同一平面，且位于同一平面的定位基站不位于同一直线。

可选地，所述第一确定模块603具体用于：

基于所述至少三个从定位基站的T_i0和T_i，分别确定所述至少三个从定位基站发送所述第二定位信号与接收到所述第一定位信号的时钟差F_i0；

基于t₀和所述至少三个从定位基站的t_i，分别确定所述至少三个从定位基站接收到所述第二定位信号与接收到所述第一定位信号的时钟差f_i0；

基于所述至少三个从定位基站分别到所述主定位基站的距离dis_i0、F_i0和f_i0，确定所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0。

可选地，请参照图7，所述装置还包括：

转换模块605，用于基于预设位置信息转换参数，对所述位置信息进行坐标转换，得到转换后的位置信息。

可选地，请参照图8，所述装置还包括：

第三确定模块606，用于确定接收所述至少三个从定位基站发送的第二定位信号完成。

可选地，请参照图9，所述装置还包括：

第四确定模块，用于基于所述定位终端的位置信息，分别确定所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第二距离差r_i0；

第五确定模块，用于基于所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0和第二距离差r_i0，确定定位精度。

上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital singnal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

请参照图10，为本公开所提供的一种电子设备的功能模块示意图。该电子设备可以包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质1001和处理器1002，处理器1002可以调用计算机可读存储介质1001存储的计算机程序。当该计算机程序被处理器1002读取并运行，可以实现上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

可选地，本公开还提供一计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器读取并运行时，可以实现上述方法实施例。

在本公开所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基站定位方法，其特征在于，应用于定位终端中，所述方法包括：

接收主定位基站发送的第一定位信号，并获取当前时刻的时钟信息t₀；

接收至少三个从定位基站在收到所述第一定位信号后发送的第二定位信号，并分别获取接收到所述第二定位信号时的时钟信息t_i，所述第二定位信号中携带从定位基站接收到所述第一定位信号时的时钟信息T_i0、所述从定位基站发送所述第二定位信号时的时钟信息T_i，i为所述从定位基站的编号；

基于t₀、所述至少三个从定位基站的t_i、T_i0和T_i，分别确定所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0；

基于所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0、所述主定位基站的位置信息和所述至少三个从定位基站的位置信息，确定所述定位终端的位置信息；

其中，所述主定位基站和所述至少三个从定位基站不位于同一平面，且位于同一平面的定位基站不位于同一直线。

2.如权利要求1所述的基站定位方法，其特征在于，所述基于t₀、所述至少三个从定位基站的t_i、T_i0和T_i，分别确定所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0，包括：

基于所述至少三个从定位基站的T_i0和T_i，分别确定所述至少三个从定位基站发送所述第二定位信号与接收到所述第一定位信号的时钟差F_i0；

基于t₀和所述至少三个从定位基站的t_i，分别确定所述定位终端接收到所述至少三个从定位基站发送的所述第二定位信号与接收到所述第一定位信号的时钟差f_i0；

基于所述至少三个从定位基站分别到所述主定位基站的距离dis_i0、F_i0和f_i0，确定所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0。

3.如权利要求1所述的基站定位方法，其特征在于，在所述基于所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0、所述主定位基站的位置信息和所述至少三个从定位基站的位置信息，确定所述定位终端的位置信息之后，所述方法还包括：

基于预设位置信息转换参数，对所述位置信息进行坐标转换，得到转换后的位置信息。

4.如权利要求1所述的基站定位方法，其特征在于，在所述基于t₀、所述至少三个从定位基站的t_i、T_i0和T_i，分别确定所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0之前，所述方法还包括：

确定接收所述至少三个从定位基站发送的第二定位信号完成。

5.如权利要求1所述的基站定位方法，其特征在于，在所述基于所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0、所述主定位基站的位置信息和所述至少三个从定位基站的位置信息，确定所述定位终端的位置信息之后，所述方法还包括：

基于所述定位终端的位置信息，分别确定所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第二距离差r_i0；

基于所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0和第二距离差r_i0，确定定位精度。

6.一种基站定位装置，其特征在于，应用于定位终端中，所述装置包括：

第一接收模块，用于接收主定位基站发送的第一定位信号，并获取当前时刻的时钟信息t₀；

第二接收模块，用于接收至少三个从定位基站在收到所述第一定位信号后发送的第二定位信号，并分别获取接收到所述第二定位信号时的时钟信息t_i，所述第二定位信号中携带从定位基站接收到所述第一定位信号时的时钟信息T_i0、所述从定位基站发送所述第二定位信号时的时钟信息T_i，i为所述从定位基站的编号；

第一确定模块，用于基于t₀、所述至少三个从定位基站的t_i、T_i0和T_i，分别确定所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0；

第二确定模块，用于基于所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0、所述主定位基站的位置信息和所述至少三个从定位基站的位置信息，确定所述定位终端的位置信息；

其中，所述主定位基站和所述至少三个从定位基站不位于同一平面，且位于同一平面的定位基站不位于同一直线。

7.如权利要求6所述的基站定位装置，其特征在于，所述第一确定模块具体用于：

基于所述至少三个从定位基站的T_i0和T_i，分别确定所述至少三个从定位基站发送所述第二定位信号与接收到所述第一定位信号的时钟差F_i0；

基于t₀和所述至少三个从定位基站的t_i，分别确定所述定位终端接收到所述至少三个从定位基站发送的所述第二定位信号与接收到所述第一定位信号的时钟差f_i0；

基于所述至少三个从定位基站分别到所述主定位基站的距离dis_i0、F_i0和f_i0，确定所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0。

8.如权利要求6所述的基站定位装置，其特征在于，所述装置还包括：

转换模块，用于基于预设位置信息转换参数，对所述位置信息进行坐标转换，得到转换后的位置信息。

9.如权利要求6所述的基站定位装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三确定模块，用于确定接收所述至少三个从定位基站发送的第二定位信号完成。

10.如权利要求6所述的基站定位装置，其特征在于，所述装置还包括：

第四确定模块，用于基于所述定位终端的位置信息，分别确定所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第二距离差r_i0；

第五确定模块，用于基于所述定位终端到所述至少三个从定位基站与到所述主定位基站的第一距离差R_i0和第二距离差r_i0，确定定位精度。

Images