一种无线测距方法

  (19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号2.5(22)申请日2023.02.18(71)申请人地址100040北京市石景山区七星园1号楼4-201(72)发明人(74)专利代理机构武汉菲翔知识产权代理有限公司42284专利代理师(51)Int.Cl.G01S11/02(2010.01)G01S5/06(2006.01)(54)发明名称一种无线)摘要本发明公开了一种无线测距方法，最重要的包含以下步骤：步骤1测量信号传输时间分为4次测.TRX1在TRX1的时钟T11时刻发射，TRX2接收，收到的时间为TRX2的时钟的T12时刻。本发明提出了收发信机使用环回电路、通过四次信号传输流程进行传输时间测试和信号传输时间计算方式，可以抵消掉收发信机的时钟差、计算出每个发射机和接收机的延迟总时间，精确计算出无线信号在空中的飞行时间，用于计算两个收发信机天线之间的准确距离。提出的计算方式不需要计算出多个收发信机之间时钟差。权利要求书1页说明书3页附图2页CN1160273121.一种无线测距方法，最重要的包含以下步骤：步骤1)测量信号传输时间分为4次测量：A.TRX1在TRX1的时钟T11时刻发射，TRX2接收，收到的时间为TRX2的时钟的T12时刻，两者的时间差为：TRX1和TRX2为待测距离的无线收发信机，分别通过天线，无线的天线端口的时间，为从TRX2天线的时间，为信号在TRX1到TRX2的天线端口之间的飞行时间，为TRX1和TRX2的时钟差；B.TRX2在TRX2的时钟T21时刻发射，TRX1接收，收到的时间为TRX1的时钟的T22时刻，两者的时间差为：其中，为TRX2从T21到信号发射到TRX2的天线端口的时间，为从TRX1天线的天线端口之间的飞行时间，为TRX1和TRX2的时钟差；C.TRX1在天线端口闭合环回支路的开关，TRX1进行自发自收，TRX1的发射机在TRX1的时钟T31时刻发射，TRX1的接收机接收，收到的时间为TRX1的时钟的T32时刻，两者的时间差r1其中，为TRX1从T31到信号发射到TRX1的天线端口的时间，为从TRX1天线在天线端口闭合环回支路的开关，TRX2进行自发自收，TRX2的发射机在TRX2的时钟T3r2其中，为TRX2从T41到信号发射到TRX2的天线端口的时间，为从TRX2天线＝，其中，c为光速。CN116027312一种无线]本发明涉及测试方法，特别涉及一种无线]众所周知，无线定位有很重要的现实意义，而无线定位最核心的问题是无线测距。解决了无线测距问题，无线定位就有了坚实的基础。无线测距能借助的工具有声波和电磁波两种传播媒介。由于声波和电磁波有波动的共性，因此报告从介绍波动的概念和性质开始，接下来分别介绍声波和电磁波的概念、特点及其应用领域，最后从物理概念和技术实现手段两个方面讨论几种无线]目前无线测距面临的问题，包含：[0004]1、每个收发信机的时钟不同；[0005]2、每个发射机从开始发射到发射到空中无线、每个接收机从空中无线信道到成功接收的延迟不同；[0007]导致通过计算无线信号的延迟来计算两个收发信机的距离误差比较大。发明内容[0008]本发明要解决的技术问题是克服现存技术的缺陷，提供一种无线]未解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：[0010]本发明一种无线测距方法，最重要的包含以下步骤：[0011]步骤1)测量信号传输时间分为4次测量：[0012].TRX1在TRX1的时钟T11时刻发射，TRX2接收，收到的时间为TRX2的时钟的T12刻，两者的时间差为：[0013][0014]TRX1和TRX2为待测距离的无线收发信机，分别通过天线，无线的天线端口的时间，为从TRX2天线的时间，为信号在TRX1到TRX2的天线端口之间的飞行时间，[0015]为TRX1和TRX2的时钟差；[0016]B.TRX2在TRX2的时钟T21时刻发射，TRX1接收，收到的时间为TRX1的时钟的T22刻，两者的时间差为：[0017][0018]其中，为TRX2从T21到信号发射到TRX2的天线端口的时间，为从TRX1天线的时间，为信号在TRX2到TRX1的天线端口之间的飞行时间，为TRX1和TRX2的时钟差；[0019].TRX1在天线端口闭合环回支路的开关，TRX1进行自发自收，TRX1的发射机在TRX1的时钟T31时刻发射，TRX1的接收机接收，收到的时间为TRX1的时钟的T32时刻，两者的时间差为：[0020]CN116027312[0021]其中，为TRX1从T31到信号发射到TRX1的天线端口的时间，为从TRX1天线在天线端口闭合环回支路的开关，TRX2进行自发自收，TRX2的发射机在TRX2的时钟T3时刻，两者的时间差为：[0023]r2[0024]其中，为TRX2从T41到信号发射到TRX2的天线端口的时间，为从TRX2天线和TRX2的天线端口之间的传输时间，即信号飞行时间[0026][0027]步骤3)计算TRX1和TRX2之间的距离：[0028]12＝，其中，c为光速。[0029]与现存技术相比，本发明的有益效果如下：[0030]1：本发明提出了收发信机使用环回电路、通过四次信号传输流程进行传输时间测试和信号传输时间计算方式，可以抵消掉收发信机的时钟差、计算出每个发射机和接收机的延迟总时间，精确计算出无线信号在空中的飞行时间，用于计算两个收发信机天线之间的准确距离。提出的计算方式不需要计算出多个收发信机之间时钟差。[0031]2：本发明能够适用于两点之间的精确距离测量，扩展到多点之间的距离测量后能应用于精确定位。提出的测量流程及计算方式不需要做各个测量节点之间的精确时钟同步，而目前的精确定位方法的精度均受限于时钟同步的精度。附图说明[0032]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：[0033]图1是本发明的两点测距应用示意图；[0034]图2是本发明的测距定位应用示意图；[0035]图3是本发明的收发信机发射示意图；[0036]图4是本发明的收发信机接收示意图； [0037] 图5是本发明的收发信机环回示意图； [0038] 图6是本发明测试过程的时间关系示意图。 具体实施方式 [0039] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。 [0040] 实施例1 [0041] 如图1‑6所示，本发明提供一种无线测距方法，最重要的包含以下步骤： [0042] 步骤1)测量信号传输时间分为4次测量： [0043] .TRX1在TRX1的时钟T11 时刻发射，TRX2接收，收到的时间为TRX2的时钟的T 12 CN116027312 [0045]TRX1和TRX2为待测距离的无线收发信机，分别通过天线，无线信道传输无线信号， 其中，为TRX1从T 11 到信号发射到TRX1的天线端口的时间，为从TRX2天线 的时间， 为信号在TRX1到TRX2的天线端口之间的飞行时间， [0046] 为TRX1和TRX2的时钟差； [0047] B.TRX2在TRX2的时钟T 21 时刻发射，TRX1接收，收到的时间为TRX1的时钟的T 22 刻，两者的时间差为：[0048] [0049]其中，为TRX2从T 21 到信号发射到TRX2的天线端口的时间，为从TRX1天线 的时间，为信号在TRX2到TRX1的天线端口之间的飞行时间，为TRX1和TRX2的时钟差； [0050] .TRX1在天线端口闭合环回支路的开关，TRX1进行自发自收，TRX1的发射机在TRX1的时钟T 31 时刻发射，TRX1的接收机接收，收到的时间为TRX1的时钟的T 32 时刻，两者的 时间差为： [0051] r1[0052] 其中，为TRX1从T 31 到信号发射到TRX1的天线端口的时间，为从TRX1天线在天线端口闭合环回支路的开关，TRX2进行自发自收，TRX2的发射机在TRX2的时钟T3 时刻，两者的时间差为： [0054] r2[0055] 其中，为TRX2从T 41 到信号发射到TRX2的天线端口的时间，为从TRX2天线和TRX2的天线端口之间的传输时间，即信号飞行时间 [0057] [0058]步骤3)计算TRX1和TRX2之间的距离： [0059] 12＝，其中，c为光速。 [0060] 具体的，本发明一个收发信机的发射机和接收机共用一个时钟，提出的收发信机 在发射机、接收机和天线之间，设计一个开关以实现下述发射、接收和环回三种工作方式。 [0061] 发射时如图3，开关从发射机连接到天线，开关从接收机连接到天 线，开关从发射机连接到接收机，为了接收机测量信号到达时间，需要发射机 发射如极窄脉冲、chirp信号和其他很多类型的相关峰尖锐的信号。接收机需要用相同的信 号对接收到的信号做相关，得到相关峰的时间，并按照本地时钟，记录下此时间作为接收时 [0062]最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案做修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围以内。 CN116027312 CN116027312 CN116027312