本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及目標(biāo)定位方法及裝置。

背景技術(shù)：

為了解決對目標(biāo)對象進(jìn)行定位的問題，目前人們最常使用的定位方法是用gps、北斗等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)來完成目標(biāo)定位。基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度雖然較高，但受環(huán)境影響較大，如用戶在被遮擋的環(huán)境中，由于可以跟蹤到的衛(wèi)星數(shù)量較少，定位精度將降低，甚至無法完成定位。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中衛(wèi)星定位系統(tǒng)存在缺陷與不足的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種目標(biāo)定位方法，包括：

當(dāng)目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站做非徑向勻速直線運(yùn)動時(shí)，獲取所述共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及所述共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號的載波頻率f；

獲取所述目標(biāo)接收機(jī)在至少四個不同時(shí)刻接收所述共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號時(shí)測量到的所述模擬廣播信號的頻率ft；

根據(jù)所述共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及所述f、所述至少四個ft，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及所述f、所述至少四個ft，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)包括：

根據(jù)所述f、所述至少四個ft，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)當(dāng)前相對于所述共生調(diào)頻廣播基站的相對坐標(biāo)；

根據(jù)所述相對坐標(biāo)以及所述共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)，得到所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及所述f、所述至少四個ft，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)之后包括：

根據(jù)所述共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)同所述共生調(diào)頻廣播基站的距離。

優(yōu)選地，所述獲取所述目標(biāo)接收機(jī)在至少四個不同時(shí)刻接收所述共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號時(shí)測量到的所述模擬廣播信號的頻率ft之后包括：

根據(jù)所述共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號的載波頻率f以及所述至少四個ft，計(jì)算所述至少四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻所述目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)；

根據(jù)所述至少四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻所述目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動參數(shù)，從而描述所述目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動軌跡。

優(yōu)選地，所述目標(biāo)定位方法還包括：

獲取所述目標(biāo)接收機(jī)當(dāng)前所處環(huán)境的大氣壓強(qiáng)，根據(jù)所述大氣壓強(qiáng)，計(jì)算所述目標(biāo)接收機(jī)的海拔高度，結(jié)合所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)，對所述目標(biāo)接收機(jī)進(jìn)行二次定位。

此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種目標(biāo)定位裝置，包括：

第一獲取模塊，用于當(dāng)目標(biāo)接收機(jī)相對于調(diào)頻廣播基站做非徑向勻速直線運(yùn)動時(shí)，獲取所述調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及所述調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號的載波頻率f；

第二獲取模塊，用于獲取所述目標(biāo)接收機(jī)在至少四個不同時(shí)刻接收所述調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號時(shí)測量到的所述模擬廣播信號的頻率ft；

第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及所述f、所述至少四個ft，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。

優(yōu)選地，所述第一計(jì)算模塊包括：

第一計(jì)算單元，用于根據(jù)所述f、所述至少四個ft，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)當(dāng)前相對于所述調(diào)頻廣播基站的相對坐標(biāo)；

第二計(jì)算單元，用于根據(jù)所述相對坐標(biāo)以及所述調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)，得到所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。

優(yōu)選地，所述目標(biāo)定位裝置還包括：

第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)同所述調(diào)頻廣播基站的距離。

優(yōu)選地，所述目標(biāo)定位裝置還包括：

第三計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號的載波頻率f以及所述至少四個ft，計(jì)算所述至少四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻所述目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)；

運(yùn)動分析模塊，用于根據(jù)所述至少四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻所述目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動參數(shù)，從而描述所述目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動軌跡。

優(yōu)選地，所述目標(biāo)定位裝置還包括：

高度測量模塊，用于獲取所述目標(biāo)接收機(jī)當(dāng)前所處環(huán)境的大氣壓強(qiáng)，根據(jù)所述大氣壓強(qiáng)，計(jì)算所述目標(biāo)接收機(jī)的海拔高度，結(jié)合所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)，對所述目標(biāo)接收機(jī)進(jìn)行二次定位。

本發(fā)明通過共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號的載波頻率f、目標(biāo)接收機(jī)在至少四個不同時(shí)刻接收共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號時(shí)測量到的模擬廣播信號的頻率ft，通過目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動模型列方程，計(jì)算得到目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前相對于共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)，根據(jù)該共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)，得到目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。本發(fā)明方法利用單個共生調(diào)頻廣播基站就能實(shí)現(xiàn)對非徑向勻速直線運(yùn)動目標(biāo)的定位，由于共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的信號穿透障礙物的能力強(qiáng)，使得本發(fā)明方法的應(yīng)用范圍更加廣泛，且本發(fā)明方法實(shí)施過程簡易，成本低廉，便于普及。

附圖說明

圖1為本發(fā)明目標(biāo)定位方法第一實(shí)施例的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站的位置示意圖；

圖3為圖1中步驟s30的細(xì)化流程示意圖；

圖4為本發(fā)明目標(biāo)定位方法第二實(shí)施例的流程示意圖；

圖5為本發(fā)明目標(biāo)定位方法第三實(shí)施例的流程示意圖；

圖6為目標(biāo)接收機(jī)在四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻的位置分布示意圖；

圖7為本發(fā)明目標(biāo)定位裝置第一實(shí)施例的功能模塊示意圖；

圖8為圖7中第一計(jì)算模塊30的細(xì)化功能模塊示意圖；

圖9為本發(fā)明目標(biāo)定位裝置第二實(shí)施例的功能模塊示意圖；

圖10為本發(fā)明目標(biāo)定位裝置第三實(shí)施例的功能模塊示意圖；

圖11為本發(fā)明目標(biāo)定位裝置第四實(shí)施例的功能模塊示意圖；

圖12為cdradio信號主模式的頻譜示意圖。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種目標(biāo)定位方法。

參照圖1，圖1為本發(fā)明目標(biāo)定位方法第一實(shí)施例的流程示意圖。

在一實(shí)施例中，該目標(biāo)定位方法包括：

步驟s10，當(dāng)目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站做非徑向勻速直線運(yùn)動時(shí)，獲取所述共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及所述共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號的載波頻率f；

在本實(shí)施例中，目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站做非徑向勻速直線運(yùn)動，當(dāng)然，在測量精確度要求不高的情況下，可將相對于共生調(diào)頻廣播基站做類似非徑向勻速直線運(yùn)動的接收機(jī)看作其相對于共生調(diào)頻廣播基站做非徑向勻速直線運(yùn)動，從而以本發(fā)明方法對其坐標(biāo)進(jìn)行定位。對目標(biāo)接收機(jī)的選擇，可以根據(jù)實(shí)際需要，凡采用本發(fā)明方法可以滿足定位精確度的目標(biāo)對象，均在本發(fā)明方法考慮范圍之內(nèi)。

本實(shí)施例中，共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)是固定的，例如，獲取到一共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)為(x廣，y廣)，共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號的載波頻率是可變的，可由人為操作調(diào)整，也可按照預(yù)設(shè)的程序自動調(diào)整(例如，一小時(shí)改變一次)，在此不作限制，但共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號的載波頻率是一個明確的值，例如記作f。

在本發(fā)明中，共生調(diào)頻廣播是數(shù)字信號與模擬信號共生于同一頻段內(nèi)的新型廣播技術(shù)。共生調(diào)頻廣播在不改變原有模擬信號調(diào)頻廣播條件下，加入了新的數(shù)字廣播信號，使得原有模擬調(diào)頻廣播基站除了進(jìn)行語音廣播外，還可以播發(fā)數(shù)據(jù)信息。

中國數(shù)字音頻廣播技術(shù)方案(chinadigitalradio)。它是針對中國調(diào)頻廣播而專門設(shè)計(jì)的，通過使用非規(guī)則頻譜分配、ofdm調(diào)制、ldpc糾錯編碼、時(shí)間分片和分層調(diào)制等關(guān)鍵技術(shù)，能夠更有效地利用現(xiàn)有模擬調(diào)頻頻段間的頻譜間隙、具有接收靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)使數(shù)字信號與模擬信號共生在同一頻段，是全球獨(dú)創(chuàng)的先進(jìn)技術(shù)。

cdradio主要有如下特點(diǎn)：

(1)靈活的非規(guī)則頻譜分配，可滿足各地運(yùn)營差異的需求；

(2)支持高速移動，可適用于中國的高速鐵路；

(3)傳輸碼率比較高，可為用戶提供更多的數(shù)字電臺頻道；

(4)從200～800khz的信道帶寬可靈活配置，提高了頻譜的利用率；

(5)采用了ldpc信道編碼，有更好的抵抗誤碼穩(wěn)健性和接收靈敏度；

(6)功耗低，可支持多用戶信道分配和時(shí)間分片；

(7)支持多天線分集，可擴(kuò)展性好；

(8)采用多種交織方式，抗突發(fā)脈沖干擾；

(9)采用ofdm調(diào)制技術(shù)，抗多徑能力強(qiáng)；

(10)同步性能好、恢復(fù)快，信道估計(jì)準(zhǔn)確；

(11)支持單頻組網(wǎng)，抗0db/600μs長延時(shí)多徑干擾。

參照圖12，圖12為cdradio信號主模式的頻譜示意圖。

步驟s20，獲取所述目標(biāo)接收機(jī)在至少四個不同時(shí)刻接收所述共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號時(shí)測量到的所述模擬廣播信號的頻率ft；

在本實(shí)施例中，目標(biāo)接收機(jī)能夠接受共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號，并測量該模擬廣播信號ft。例如，獲取目標(biāo)接收機(jī)在四個不同時(shí)刻(當(dāng)然，也可以是四個以上)接收所述共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號時(shí)測量到的所述模擬廣播信號的頻率ft，分別為，t1時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f1；t2時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f2；t3時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f3；t4時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f4。

步驟s30，根據(jù)所述共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及所述f、所述至少四個ft，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。

在本實(shí)施例中，在不考慮噪聲影響時(shí)，接收機(jī)測量到該模擬廣播信號的頻率ft同f的函數(shù)關(guān)系為：

ft＝f(1-vr/c)(1)

如式(1)中，c為光速，vr為目標(biāo)接收機(jī)的徑向速度。

如圖2所示，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站的位置示意圖。

vx和vy是勻速運(yùn)動目標(biāo)接收機(jī)在x和y方向上的速度，β為y軸方向與目標(biāo)接收機(jī)－共生調(diào)頻廣播基站連線的夾角，由于共生調(diào)頻廣播基站是靜止的，所以我們可以得到(2)式。

x和y為目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站位置偏移的位置坐標(biāo)，x0和y0是初始測量到該模擬廣播信號的頻率時(shí)目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站的偏移位置坐標(biāo)，t為當(dāng)前時(shí)刻同初始測量到該模擬廣播信號頻率時(shí)的時(shí)間差。

vr＝vxsinβ+vycosβ(2)

β＝arctan(x/y)

x＝x0+vxt(3)

y＝y(tǒng)0+vyt(4)

將(2)式帶入(1)式，得到

ft＝f[1-(vxsinβ+vycosβ)/c](5)

β＝arctan[(x0+vxt)/(y0+vyt)](6)

由于，t1、f1、t2、f2、t3、f3、t4、f4、f為已知量，根據(jù)式子(5)、(6)得到四個方程，解方程得到，vx、vy、x0、y0的值。

再根據(jù)式子(3)、(4)得到當(dāng)前目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站位置坐標(biāo)，根據(jù)共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)(x廣，y廣)，得到該目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。

本實(shí)施例中，通過共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及f、至少四個ft，通過目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動模型列方程，計(jì)算得到目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。本發(fā)明方法利用單個共生調(diào)頻廣播基站就能實(shí)現(xiàn)對非徑向勻速直線運(yùn)動目標(biāo)的定位，由于共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的信號穿透障礙物的能力強(qiáng)，使得本發(fā)明方法的應(yīng)用范圍更加廣泛，且本發(fā)明方法實(shí)施過程簡易，成本低廉，便于普及。

參照圖3，圖3為圖1中步驟s30的細(xì)化流程示意圖。

在本實(shí)施例中，步驟s30包括：

步驟s301，根據(jù)所述f、所述至少四個ft，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)當(dāng)前相對于所述共生調(diào)頻廣播基站的相對坐標(biāo)；

步驟s302，根據(jù)所述相對坐標(biāo)以及所述共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)，得到所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。

在本實(shí)施例中，目標(biāo)接收機(jī)能夠接受共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號，并測量該模擬廣播信號ft。例如，獲取目標(biāo)接收機(jī)在四個不同時(shí)刻(當(dāng)然，也可以是四個以上)接收所述共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號時(shí)測量到的所述模擬廣播信號的頻率ft，分別為，t1時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f1；t2時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f2；t3時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f3；t4時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f4。

在本實(shí)施例中，在不考慮噪聲影響時(shí)，接收機(jī)測量到該模擬廣播信號的頻率ft同f的函數(shù)關(guān)系為：

ft＝f(1-vr/c)(1)

如式(1)中，c為光速，vr為目標(biāo)接收機(jī)的徑向速度。

如圖2所示，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站的位置示意圖。

vx和vy是勻速運(yùn)動目標(biāo)接收機(jī)在x和y方向上的速度，β為y軸方向與目標(biāo)接收機(jī)－共生調(diào)頻廣播基站連線的夾角，由于共生調(diào)頻廣播基站是靜止的，所以我們可以得到(2)式。

x和y為目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站位置偏移的位置坐標(biāo)，x0和y0是初始測量到該模擬廣播信號的頻率時(shí)目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站的偏移位置坐標(biāo)，t為當(dāng)前時(shí)刻同初始測量到該模擬廣播信號頻率時(shí)的時(shí)間差。

vr＝vxsinβ+vycosβ(2)

β＝arctan(x/y)

x＝x0+vxt(3)

y＝y(tǒng)0+vyt(4)

將(2)式帶入(1)式，得到

ft＝f[1-(vxsinβ+vycosβ)/c](5)

β＝arctan[(x0+vxt)/(y0+vyt)](6)

由于，t1、f1、t2、f2、t3、f3、t4、f4、f為已知量，根據(jù)式子(5)、(6)得到四個方程，解方程得到，vx、vy、x0、y0的值。

再根據(jù)式子(3)、(4)得到當(dāng)前目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站位置坐標(biāo)，根據(jù)共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)(x廣，y廣)，得到該目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。

本實(shí)施例中，通過共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及f、至少四個ft，通過目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動模型列方程，計(jì)算得到目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前相對于共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)，根據(jù)該共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)，得到目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。本發(fā)明方法利用單個共生調(diào)頻廣播基站就能實(shí)現(xiàn)對非徑向勻速直線運(yùn)動目標(biāo)的定位，由于共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的信號穿透障礙物的能力強(qiáng)，使得本發(fā)明方法的應(yīng)用范圍更加廣泛，且本發(fā)明方法實(shí)施過程簡易，成本低廉，便于普及。

參照圖4，圖4為本發(fā)明目標(biāo)定位方法第二實(shí)施例的流程示意圖。

在本實(shí)施例中，步驟s30之后包括：

步驟s40，根據(jù)所述共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)同所述共生調(diào)頻廣播基站的距離。

如圖2所示，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站的位置示意圖。

例如，目標(biāo)接收機(jī)的坐標(biāo)為(x，y)，共生調(diào)頻廣播基站的坐標(biāo)為(x廣，y廣)，根據(jù)(x-x廣)²+(y-y廣)²＝s²，得到目標(biāo)接收機(jī)同共生調(diào)頻廣播基站的距離s。例如，在一特定應(yīng)用場景中，在汽車上安裝目標(biāo)接收機(jī)，該汽車上搭載有易燃易爆品，其危險(xiǎn)范圍為1500米，在附近村莊內(nèi)架設(shè)共生調(diào)頻廣播基站，通過本發(fā)明方法測得汽車與共生調(diào)頻廣播基站的距離，若檢測到汽車同該基站之間的距離在1500米以內(nèi)則持續(xù)報(bào)警，直到檢測到距離達(dá)到1500以上，消除報(bào)警，能起到提示作用。

參照圖5，圖5為本發(fā)明目標(biāo)定位方法第三實(shí)施例的流程示意圖。

在本實(shí)施例中，步驟s20之后包括：

步驟s50，根據(jù)所述共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號的載波頻率f以及所述至少四個ft，計(jì)算所述至少四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻所述目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)；

在本實(shí)施例中，根據(jù)式子(1)至(6)，得到vx、vy、x0、y0的值，便能得到四個不同時(shí)刻該目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站的相對位置坐標(biāo)，便能根據(jù)共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)，得到四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻該目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)。如圖6所示，圖6為目標(biāo)接收機(jī)在四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻的位置分布示意圖。

步驟s60，根據(jù)所述至少四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻所述目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動參數(shù)，從而描述所述目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動軌跡。

根據(jù)任意兩個時(shí)刻目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)，通過計(jì)算，可以得到目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動方向、速度大小，從而，便能根據(jù)目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動方向以及速度大小描述目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動軌跡。

例如，在本發(fā)明一可選實(shí)施例中，如圖6所示，圖6為目標(biāo)接收機(jī)在四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻的位置分布示意圖。例如在t1和t3時(shí)刻(目標(biāo)接收機(jī)由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn))，目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)分別為a(xa，ya)，b(xb，yb)，根據(jù)(xa-xb)²+(ya-yb)²＝sab²，得到ab之間的距離sab，根據(jù)sab/(t1－t3)得到該目標(biāo)接收機(jī)的速度大小，再根據(jù)已知兩點(diǎn)坐標(biāo)求方位角的公式，得到目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動方向。

根據(jù)兩個時(shí)刻間目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動距離以及運(yùn)動時(shí)間，得到運(yùn)動速度大小，通過矢量運(yùn)算，得到運(yùn)動的方向，從而便得到該目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動軌跡。例如，若通過對該目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動軌跡進(jìn)行分析，得知在后續(xù)目標(biāo)接收機(jī)將要經(jīng)過的道路上存在危險(xiǎn)(例如道路不通、災(zāi)害發(fā)生)則可以告知攜帶目標(biāo)接收機(jī)的用戶(例如，直接通過廣播傳遞信息)。

在本實(shí)施例中，根據(jù)任意兩個時(shí)刻目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)，通過計(jì)算，可以得到目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動方向、速度大小，從而，便能根據(jù)目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動方向以及速度大小描述目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動軌跡，有利于對該目標(biāo)接收機(jī)接下來要經(jīng)過的路徑情況進(jìn)行分析，保證攜帶目標(biāo)接收機(jī)的用戶(或者是攜帶目標(biāo)接收機(jī)的機(jī)械)運(yùn)動過程的安全性。

進(jìn)一步，在本發(fā)明一可選實(shí)施例中，本發(fā)明目標(biāo)定位方法還包括：

獲取所述目標(biāo)接收機(jī)當(dāng)前所處環(huán)境的大氣壓強(qiáng)，根據(jù)所述大氣壓強(qiáng)，計(jì)算所述目標(biāo)接收機(jī)的海拔高度，結(jié)合所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)，對所述目標(biāo)接收機(jī)進(jìn)行二次定位。

在本實(shí)施例中，可以是通過氣壓計(jì)來獲取目標(biāo)接收機(jī)當(dāng)前所處環(huán)境的大氣壓強(qiáng)，根據(jù)大氣壓強(qiáng)與海拔的換算公式，計(jì)算目標(biāo)接收機(jī)的海拔高度。

本實(shí)施例中，獲取目標(biāo)接收機(jī)當(dāng)前所處環(huán)境的大氣壓強(qiáng)，從而根據(jù)大氣壓強(qiáng)計(jì)算目標(biāo)接收機(jī)的海拔高度，能夠使得對目標(biāo)接收機(jī)的定位更加準(zhǔn)確。

本發(fā)明進(jìn)一步提供一種目標(biāo)定位裝置。

參照圖7，圖7為本發(fā)明目標(biāo)定位裝置第一實(shí)施例的功能模塊示意圖。

在一實(shí)施例中，該目標(biāo)定位裝置包括：

第一獲取模塊10，用于當(dāng)目標(biāo)接收機(jī)相對于調(diào)頻廣播基站做非徑向勻速直線運(yùn)動時(shí)，獲取所述調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及所述調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號的載波頻率f；

在本實(shí)施例中，目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站做非徑向勻速直線運(yùn)動，當(dāng)然，在測量精確度要求不高的情況下，可將相對于共生調(diào)頻廣播基站做類似非徑向勻速直線運(yùn)動的接收機(jī)看作其相對于共生調(diào)頻廣播基站做非徑向勻速直線運(yùn)動，從而以本發(fā)明方法對其坐標(biāo)進(jìn)行定位。對目標(biāo)接收機(jī)的選擇，可以根據(jù)實(shí)際需要，凡采用本發(fā)明方法可以滿足定位精確度的目標(biāo)對象，均在本發(fā)明方法考慮范圍之內(nèi)。

本實(shí)施例中，共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)是固定的，例如，獲取到一共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)為(x廣，y廣)，共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號的載波頻率是可變的，可由人為操作調(diào)整，也可按照預(yù)設(shè)的程序自動調(diào)整(例如，一小時(shí)改變一次)，在此不作限制，但共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號的載波頻率是一個明確的值，例如記作f。

第二獲取模塊20，用于獲取所述目標(biāo)接收機(jī)在至少四個不同時(shí)刻接收所述調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號時(shí)測量到的所述模擬廣播信號的頻率ft；

在本實(shí)施例中，目標(biāo)接收機(jī)能夠接受共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號，并測量該模擬廣播信號ft。例如，獲取目標(biāo)接收機(jī)在四個不同時(shí)刻(當(dāng)然，也可以是四個以上)接收所述共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號時(shí)測量到的所述模擬廣播信號的頻率ft，分別為，t1時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f1；t2時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f2；t3時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f3；t4時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f4。

第一計(jì)算模塊30，用于根據(jù)所述調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及所述f、所述至少四個ft，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。

在本實(shí)施例中，在不考慮噪聲影響時(shí)，接收機(jī)測量到該模擬廣播信號的頻率ft同f的函數(shù)關(guān)系為：

ft＝f(1-vr/c)(1)

如式(1)中，c為光速，vr為目標(biāo)接收機(jī)的徑向速度。

如圖2所示，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站的位置示意圖。

vx和vy是勻速運(yùn)動目標(biāo)接收機(jī)在x和y方向上的速度，β為y軸方向與目標(biāo)接收機(jī)－共生調(diào)頻廣播基站連線的夾角，由于共生調(diào)頻廣播基站是靜止的，所以我們可以得到(2)式。

x和y為目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站位置偏移的位置坐標(biāo)，x0和y0是初始測量到該模擬廣播信號的頻率時(shí)目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站的偏移位置坐標(biāo)，t為當(dāng)前時(shí)刻同初始測量到該模擬廣播信號頻率時(shí)的時(shí)間差。

vr＝vxsinβ+vycosβ(2)

β＝arctan(x/y)

x＝x0+vxt(3)

y＝y(tǒng)0+vyt(4)

將(2)式帶入(1)式，得到

ft＝f[1-(vxsinβ+vycosβ)/c](5)

β＝arctan[(x0+vxt)/(y0+vyt)](6)

由于，t1、f1、t2、f2、t3、f3、t4、f4、f為已知量，根據(jù)式子(5)、(6)得到四個方程，解方程得到，vx、vy、x0、y0的值。

再根據(jù)式子(3)、(4)得到當(dāng)前目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站位置坐標(biāo)，根據(jù)共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)(x廣，y廣)，得到該目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。

本實(shí)施例中，通過共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及f、至少四個ft，通過目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動模型列方程，計(jì)算得到目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。本發(fā)明方法利用單個共生調(diào)頻廣播基站就能實(shí)現(xiàn)對非徑向勻速直線運(yùn)動目標(biāo)的定位，由于共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的信號穿透障礙物的能力強(qiáng)，使得本發(fā)明方法的應(yīng)用范圍更加廣泛，且本發(fā)明方法實(shí)施過程簡易，成本低廉，便于普及。

參照圖8，圖8為圖7中第一計(jì)算模塊30的細(xì)化功能模塊示意圖。

在本實(shí)施例中，第一計(jì)算模塊30包括：

第一計(jì)算單元301，用于根據(jù)所述f、所述至少四個ft，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)當(dāng)前相對于所述調(diào)頻廣播基站的相對坐標(biāo)；

第二計(jì)算單元302，用于根據(jù)所述相對坐標(biāo)以及所述調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)，得到所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。

在本實(shí)施例中，目標(biāo)接收機(jī)能夠接受共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號，并測量該模擬廣播信號ft。例如，獲取目標(biāo)接收機(jī)在四個不同時(shí)刻(當(dāng)然，也可以是四個以上)接收所述共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號時(shí)測量到的所述模擬廣播信號的頻率ft，分別為，t1時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f1；t2時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f2；t3時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f3；t4時(shí)，測量到該模擬廣播信號的頻率為f4。

在本實(shí)施例中，在不考慮噪聲影響時(shí)，接收機(jī)測量到該模擬廣播信號的頻率ft同f的函數(shù)關(guān)系為：

ft＝f(1-vr/c)(1)

如式(1)中，c為光速，vr為目標(biāo)接收機(jī)的徑向速度。

如圖2所示，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站的位置示意圖。

vx和vy是勻速運(yùn)動目標(biāo)接收機(jī)在x和y方向上的速度，β為y軸方向與目標(biāo)接收機(jī)－共生調(diào)頻廣播基站連線的夾角，由于共生調(diào)頻廣播基站是靜止的，所以我們可以得到(2)式。

x和y為目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站位置偏移的位置坐標(biāo)，x0和y0是初始測量到該模擬廣播信號的頻率時(shí)目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站的偏移位置坐標(biāo)，t為當(dāng)前時(shí)刻同初始測量到該模擬廣播信號頻率時(shí)的時(shí)間差。

vr＝vxsinβ+vycosβ(2)

β＝arctan(x/y)

x＝x0+vxt(3)

y＝y(tǒng)0+vyt(4)

將(2)式帶入(1)式，得到

ft＝f[1-(vxsinβ+vycosβ)/c](5)

β＝arctan[(x0+vxt)/(y0+vyt)](6)

由于，t1、f1、t2、f2、t3、f3、t4、f4、f為已知量，根據(jù)式子(5)、(6)得到四個方程，解方程得到，vx、vy、x0、y0的值。

再根據(jù)式子(3)、(4)得到當(dāng)前目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站位置坐標(biāo)，根據(jù)共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)(x廣，y廣)，得到該目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。

本實(shí)施例中，通過共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及f、至少四個ft，通過目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動模型列方程，計(jì)算得到目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前相對于共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)，根據(jù)該共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)，得到目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)。本發(fā)明方法利用單個共生調(diào)頻廣播基站就能實(shí)現(xiàn)對非徑向勻速直線運(yùn)動目標(biāo)的定位，由于共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的信號穿透障礙物的能力強(qiáng)，使得本發(fā)明方法的應(yīng)用范圍更加廣泛，且本發(fā)明方法實(shí)施過程簡易，成本低廉，便于普及。

參照圖9，圖9為本發(fā)明目標(biāo)定位裝置第二實(shí)施例的功能模塊示意圖。

在本實(shí)施例中，目標(biāo)定位裝置還包括：

第二計(jì)算模塊40，用于根據(jù)所述調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)以及所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)同所述調(diào)頻廣播基站的距離。

如圖2所示，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站的位置示意圖。

例如，目標(biāo)接收機(jī)的坐標(biāo)為(x，y)，共生調(diào)頻廣播基站的坐標(biāo)為(x廣，y廣)，根據(jù)(x-x廣)²+(y-y廣)²＝s²，得到目標(biāo)接收機(jī)同共生調(diào)頻廣播基站的距離s。例如，在一特定應(yīng)用場景中，在汽車上安裝目標(biāo)接收機(jī)，該汽車上搭載有易燃易爆品，其危險(xiǎn)范圍為1500米，在附近村莊內(nèi)架設(shè)共生調(diào)頻廣播基站，通過本發(fā)明方法測得汽車與共生調(diào)頻廣播基站的距離，若檢測到汽車同該基站之間的距離在1500米以內(nèi)則持續(xù)報(bào)警，直到檢測到距離達(dá)到1500以上，消除報(bào)警，能起到提示作用。

參照圖10，圖10為本發(fā)明目標(biāo)定位裝置第三實(shí)施例的功能模塊示意圖。

在本實(shí)施例中，目標(biāo)定位裝置還包括：

第三計(jì)算模塊50，用于根據(jù)所述共生調(diào)頻廣播基站發(fā)射的模擬廣播信號的載波頻率f以及所述至少四個ft，計(jì)算所述至少四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻所述目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)；

在本實(shí)施例中，根據(jù)式子(1)至(6)，得到vx、vy、x0、y0的值，便能得到四個不同時(shí)刻該目標(biāo)接收機(jī)相對于共生調(diào)頻廣播基站的相對位置坐標(biāo)，便能根據(jù)共生調(diào)頻廣播基站的位置坐標(biāo)，得到四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻該目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)。如圖6所示，圖6為目標(biāo)接收機(jī)在四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻的位置分布示意圖。

運(yùn)動分析模塊60，用于根據(jù)所述至少四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻所述目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)，計(jì)算得到所述目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動參數(shù)，從而描述所述目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動軌跡。

根據(jù)任意兩個時(shí)刻目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)，通過計(jì)算，可以得到目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動方向、速度大小，從而，便能根據(jù)目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動方向以及速度大小描述目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動軌跡。

例如，在本發(fā)明一可選實(shí)施例中，如圖6所示，圖6為目標(biāo)接收機(jī)在四個不同時(shí)刻中任意兩個時(shí)刻的位置分布示意圖。例如在t1和t3時(shí)刻(目標(biāo)接收機(jī)由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn))，目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)分別為a(xa，ya)，b(xb，yb)，根據(jù)(xa-xb)²+(ya-yb)²＝sab²，得到ab之間的距離sab，根據(jù)sab/(t1－t3)得到該目標(biāo)接收機(jī)的速度大小，再根據(jù)已知兩點(diǎn)坐標(biāo)求方位角的公式，得到目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動方向。

根據(jù)兩個時(shí)刻間目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動距離以及運(yùn)動時(shí)間，得到運(yùn)動速度大小，通過矢量運(yùn)算，得到運(yùn)動的方向，從而便得到該目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動軌跡。例如，若通過對該目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動軌跡進(jìn)行分析，得知在后續(xù)目標(biāo)接收機(jī)將要經(jīng)過的道路上存在危險(xiǎn)(例如道路不通、災(zāi)害發(fā)生)則可以告知攜帶目標(biāo)接收機(jī)的用戶(例如，直接通過廣播傳遞信息)。

在本實(shí)施例中，根據(jù)任意兩個時(shí)刻目標(biāo)接收機(jī)的位置坐標(biāo)，通過計(jì)算，可以得到目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動方向、速度大小，從而，便能根據(jù)目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動方向以及速度大小描述目標(biāo)接收機(jī)的運(yùn)動軌跡，有利于對該目標(biāo)接收機(jī)接下來要經(jīng)過的路徑情況進(jìn)行分析，保證攜帶目標(biāo)接收機(jī)的用戶(或者是攜帶目標(biāo)接收機(jī)的機(jī)械)運(yùn)動過程的安全性。

參照圖11，圖11為本發(fā)明目標(biāo)定位裝置第四實(shí)施例的功能模塊示意圖。

在本實(shí)施例中，目標(biāo)定位裝置還包括：

高度測量模塊70，用于獲取所述目標(biāo)接收機(jī)當(dāng)前所處環(huán)境的大氣壓強(qiáng)，根據(jù)所述大氣壓強(qiáng)，計(jì)算所述目標(biāo)接收機(jī)的海拔高度，結(jié)合所述目標(biāo)接收機(jī)的當(dāng)前位置坐標(biāo)，對所述目標(biāo)接收機(jī)進(jìn)行二次定位。

在本實(shí)施例中，可以是通過氣壓計(jì)來獲取目標(biāo)接收機(jī)當(dāng)前所處環(huán)境的大氣壓強(qiáng)，根據(jù)大氣壓強(qiáng)與海拔的換算公式，計(jì)算目標(biāo)接收機(jī)的海拔高度。

本實(shí)施例中，獲取目標(biāo)接收機(jī)當(dāng)前所處環(huán)境的大氣壓強(qiáng)，從而根據(jù)大氣壓強(qiáng)計(jì)算目標(biāo)接收機(jī)的海拔高度，能夠使得對目標(biāo)接收機(jī)的定位更加準(zhǔn)確。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。