无线测距的方法、无线测距和定位的方法、设备及系统[发明专利]

  1. 一种无线测距的方法，固定节点和定位终端之间通过无线方式通信， 其特征是，包括以下步骤：

  固定节点根据第一调制信号进行线性调频，生成载波频率为第一频率的查 询信号，将所述查询信号发送给定位终端；

  定位终端根据接收到的所述查询信号向固定节点返回定位响应信号，所述 定位响应信号是通过将所述查询信号的载波频率搬移到第二频率生成的；

  5. 一种无线测距和定位的方法，其特征是，包括测距步骤和定位步骤， 所述测距步骤包括： 固定节点根据第一调制信号进行线性调频，生成载波频率为第一频率的查 询信号，将所述查询信号发送给定位终端； 定位终端根据接收到的所述查询信号向固定节点返回定位响应信号，所述 定位响应信号是通过将所述查询信号的载波频率搬移到第二频率生成的； 固定节点根据所述查询信号和接收到的所述定位响应信号，计算所述查询 信号在固定节点和定位终端之间的传播时间，并根据所述传播时间计算其与定 位终端之间的距离。 6. 如权利要求5 所述的方法，其特征是，所述定位步骤包括： 固定节点将计算得到的其与定位终端之间的距离发送给定位中心； 定位中心根据接收到的多个固定节点对于同一个定位终端进行测距计算 的结果和预先存储的固定节点的位置坐标，利用定位算法计算得到该定位终端 的位置坐标。 7. 一种固定节点，其特征是，包括： 查询信号生成单元，用于根据第一调制信号进行线性调频，生成载波频率 为第一频率的查询信号； 查询信号发送单元，用于将所述查询信号发送出去； 响应信号接收单元，用于接收定位终端发送的定位响应信号，所述定位响 应信号是定位终端通过将其接收到的查询信号的载波频率搬移到第二频率生 成的； 测距单元，用于根据所述查询信号和接收到的所述定位响应信号，计算所 述查询信号在固定节点和定位终端之间的传播时间，并根据所述传播时间计算

  传播时间，其中，kf 表示所述查询信号的调频斜率，τ表示所述固定节点对所 述查询信号进行发送处理、对所述定位响应信号进行接收处理，和所述定位终 端对所述查询信号进行接收处理、对所述定位响应信号进行发送处理的信号处 理时延。

  4. 如权利要求1 至3 任一项所述的方法，其特征是，所述第一调制信 号为锯齿波或三角波信号。

  位的方法、设备及系统。其中，所述无线测距的方 法包括步骤：固定节点根据第一调制信号进行线性 调频，生成载波频率为第一频率的查询信号，将所 述查询信号发送给定位终端；定位终端根据接收到 的所述查询信号向固定节点返回定位响应信号，所 述定位响应信号是通过将所述查询信号的载波频率 搬移到第二频率生成的；固定节点根据所述查询信 号和接收到的所述定位响应信号，计算所述查询信 号在固定节点和定位终端之间的传播时间，并根据 所述传播时间计算其与定位终端之间的距离。按照 本发明提供的方法、设备及系统，无线测距和定位 过程中不易受无线信道环境的影响，从而能够实现 更准确的测距和定位。

  其与定位终端之间的距离。 8. 如权利要求7 所述的固定节点，其特征是，所述测距单元还包括时

  间计算单元， 所述时间计算单元，用于对所述定位响应信号进行解调，得到响应调制信

  号；将所述第一调制信号和所述响应调制信号作比较，得到两信号之间的差 值信号；对所述差值信号进行包络检测，得到所述差值信号的峰值dpeak ；根据 Δt ＝dpeak/(2kf ·α)- τ，计算所述查询信号在固定节点和定位终端之间的传 播时间，其中，kf 表示所述查询信号的调频斜率，α表示所述第一调制信号幅 度变化和所述查询信号频率变化之间的比例关系，τ表示所述固定节点对所述 查询信号进行发送处理、对所述定位响应信号进行接收处理，和所述定位终端 对所述查询信号进行接收处理、对所述定位响应信号进行发送处理的信号处理 时延。

  固定节点根据所述查询信号和接收到的所述定位响应信号，计算所述查询 信号在固定节点和定位终端之间的传播时间，并根据所述传播时间计算其与定 位终端之间的距离。

  2. 如权利要求1 所述的方法，其特征是，所述计算所述查询信号在固 定节点和定位终端之间的传播时间包括：

  对所述定位响应信号进行解调，得到响应调制信号； 将所述第一调制信号和所述响应调制信号作比较，得到两信号之间的差 值信号； 对所述差值信号进行包络检测，得到所述差值信号的峰值dpeak ； 根据Δt ＝dpeak/(2kf ·α)- τ，计算所述查询信号在固定节点和定位终端 之间的传播时间，其中，kf 表示所述查询信号的调频斜率，α表示所述第一调 制信号幅度变化和所述查询信号频率变化之间的比例关系，τ表示所述固定节 点对所述查询信号进行发送处理、对所述定位响应信号进行接收处理，和所述 定位终端对所述查询信号进行接收处理、对所述定位响应信号进行发送处理的 信号处理时延。 3. 如权利要求1 所述的方法，其特征是，所述计算所述查询信号在固 定节点和定位终端之间的传播时间包括： 将所述定位响应信号的载波频率搬移到第一频率，得到对比信号； 比较所述查询信号和对比信号的频率差值，得到两信号之间的差频信号， 并获取所述差频信号的峰值Δfpeak ； 根据Δt ＝Δfpeak/2kf- τ，计算所述查询信号在固定节点和定位终端之间的

  [54] 发明名称 无线测距的方法、无线测距和定位的方法、设备Βιβλιοθήκη Baidu及系统