一種基于無線電波波長的測距裝置及測距方法和定位方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于無線電波波長的測距裝置及測距方法和定位方法，屬于無線電波定位【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明采用向被測目標(biāo)發(fā)射電磁波，被測目標(biāo)將接收到的電磁波調(diào)幅后返回定位終端，定位終端收到返回電磁波后立即停止發(fā)送電磁波，接收從被測目標(biāo)返回的電磁波，并把這些電磁波利用模數(shù)轉(zhuǎn)化器數(shù)字化，電磁波的波長只與頻率有關(guān)，波長不會因?yàn)楦缮嫜苌涠兓?，電磁波?jīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)換之后可劃分成很多極小的帶有數(shù)字編碼信息的方波，且每個小方波表示的數(shù)字唯一，可保證數(shù)值的精確性。最終以這些數(shù)字化的電磁波作為精確計(jì)算定位終端到被測目標(biāo)之間距離的依據(jù)，基于這些精確的測距即可實(shí)現(xiàn)精確的定位。且定位速度快，定位數(shù)值精確，受外界環(huán)境干擾小。
【專利說明】—種基于無線電波波長的測距裝置及測距方法和定位方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于無線電波波長的測距裝置及測距方法和定位方法，屬于無線電波定位【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]無線定位技術(shù)對大多數(shù)人也都不陌生，我們在日常生活中所使用的導(dǎo)航系統(tǒng)，就是基于無線電波對無線定位技術(shù)的一種應(yīng)用。它出現(xiàn)在上個世紀(jì)，發(fā)展非常迅速，尤其是在上世紀(jì)中期隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及無線通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，無線定位技術(shù)在人類生活上逐步應(yīng)用。
[0003]目前，人們所廣泛使用的無線定位技術(shù)，如雷達(dá)測距、衛(wèi)星定位等，普遍采用無線電波發(fā)射-接收的時間差作為測距的主要依據(jù)。雖然這樣的測距方式在無線電波測距中主導(dǎo)了很多年，且已在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展的較為成熟，特別是在采用差分技術(shù)后，民用導(dǎo)航衛(wèi)星GPS的定位精度可達(dá)到5米，軍用、航空方面定位精度更高，但是電磁波作為一種波，具有和其它波一樣特有的共性，它會發(fā)生干涉、衍射和受傳播介質(zhì)的影響，特別是在有障礙物存在的場合，因?yàn)槭芨缮嫜苌涞淖饔?，電磁波的發(fā)射-接收時間會受到較大的影響。此夕卜，電磁波是光波的一種，所以其速度和光速一樣，國際公認(rèn)其在真空中的傳播值為c =299792458米/秒，即使我們能根據(jù)無線電波的發(fā)射_接收時間記錄一個較準(zhǔn)確的時間差det(t)，但根據(jù)L = c*det(t)，得到的測距誤差還是會很大。
[0004]在今天隨著工業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展，自動化水平的逐漸提高、生產(chǎn)規(guī)模逐步擴(kuò)大，工業(yè)機(jī)器人、自動駕駛搬運(yùn)車等也逐漸走進(jìn)了人們的視線，人們對無線定位技術(shù)的要求也在提高。在工業(yè)自動化實(shí)際生產(chǎn)中，若要想對自動化生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時準(zhǔn)確的控制，就必須對生產(chǎn)流程中關(guān)鍵運(yùn)動環(huán)節(jié)的位置有一個精確且穩(wěn)定的定位，傳統(tǒng)的測距定位方案，已遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代企業(yè)自動化生產(chǎn)的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種基于無線電波波長的測距裝置及測距方法和定位方法，以解決目前采用無線電波發(fā)射-接收的時間差作為測距定位依據(jù)造成誤差大的問題。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供了一種基于無線電波波長的測距裝置，該測距裝置包括定位終端和被定位終端，所述的定位終端設(shè)置有無線電波發(fā)射模塊、無線電波接收模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和電波信息綜合處理模塊，所述被定位終端設(shè)置有被定位無線電波接收模塊和無線電波發(fā)射模塊，所述定位終端的無線電波發(fā)射模塊用于根據(jù)電波信息綜合處理模塊的指令向被定位終端發(fā)射源電磁波，所述被定位終端的無線電波接收模塊用于接收定位終端發(fā)送的電磁波，所述的被定位終端的無線電發(fā)射模塊用于將收到源電波的振幅放大后生成返回電波并發(fā)射給定位終端，模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊用于將無線電波接收模塊接收到的返回電波轉(zhuǎn)化為由數(shù)字編碼的數(shù)字方波并把這些數(shù)字方波傳送至電波信息綜合處理模塊，所述的電波信息綜合處理模塊用于根據(jù)數(shù)字化處理的方波計(jì)算定位終端和被定位終端的距離。
[0007]所述電波信息綜合處理模塊根據(jù)波長所計(jì)算的定位終端與被定位終端之間的距離L為:

Ar..2 n ^ I
[0008]L = --f —
[0009]其中L為所求的距離，λ為定位終端無線電波接收模塊所接收電波的波長，k為電波信息綜合處理模塊所記錄的1/4波長的個數(shù)，η為信號突變前所接收的不滿1/4波長的編碼數(shù)字方波的份數(shù)，m為模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊分辨率的位數(shù)。
[0010]所述的定位終端收到返回電磁波后立即停止發(fā)送電磁波，電波信息綜合處理模塊以收到振幅急劇衰減的電磁波作為無線電波末端信號接收識別的標(biāo)志判斷返回電波完全被接收，所述振幅急劇衰減的電磁波是無線電波定位終端的發(fā)射模塊停止發(fā)射后因能量無法補(bǔ)給而振幅急劇衰減的電磁波。
[0011]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提供了一種基于無線電波波長的測距方法，該測距方法包括以下步驟:
[0012]I)設(shè)立測試點(diǎn)，在測試點(diǎn)向被測目標(biāo)發(fā)送一定頻率的電磁波；
[0013]2)被測目標(biāo)將接收到的電磁波經(jīng)放大處理后返回至測試點(diǎn)；
[0014]3)測試點(diǎn)將接收到的電磁波進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并統(tǒng)計(jì)接收到1/4波長的數(shù)量和信號突變前所接收的不滿1/4波長的數(shù)字編碼方波的份數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)到的信息和電磁波的波長計(jì)算測試點(diǎn)到被測目標(biāo)的距離。
[0015]所述測試點(diǎn)與被測目標(biāo)的距離為:
k ^ λ η * Λ
[0016]I =-+ ^-
82歡‘
[0017]其中L為所求的距離，λ為被測目標(biāo)所接收電波的波長，k為測試點(diǎn)接收到的1/4波長的個數(shù)，η為信號突變前所接收的不滿1/4波長的數(shù)字編碼方波的份數(shù)，m為模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊分辨率的位數(shù)。
[0018]所述測試點(diǎn)以收到振幅急劇衰減的電磁波作為無線電波末端信號接收識別的標(biāo)志判斷返回電波完全被接收，所述振幅急劇衰減的電磁波是測試點(diǎn)的發(fā)射模塊停止發(fā)射后因能量無法補(bǔ)給而振幅急劇衰減的電磁波。
[0019]本發(fā)明還提供了一種基于無線電波波長的定位方法，該定位方法包括以下步驟:
[0020]I)建立一個全局坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系下的三個坐標(biāo)軸上分別設(shè)置相應(yīng)的測點(diǎn)；
[0021]2)控制每一個測點(diǎn)向被測目標(biāo)發(fā)送相應(yīng)設(shè)定頻率的電磁波；
[0022]3)被測目標(biāo)將接收到的電磁波放大處理后返回至相應(yīng)的測試點(diǎn)；
[0023]4)每個測試點(diǎn)將接收到的電磁波進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并統(tǒng)計(jì)接收到1/4波長的數(shù)量和信號突變前所接收的不滿1/4波長的數(shù)字編碼方波的份數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)到的信息和電磁波的波長計(jì)算各測試點(diǎn)到被測目標(biāo)的距離；
[0024]5)根據(jù)所計(jì)算出的三個坐標(biāo)軸上的測試點(diǎn)與測試目標(biāo)的距離以及三個測試點(diǎn)自身的坐標(biāo)位置，計(jì)算被測目標(biāo)的坐標(biāo)值。
[0025]所述的步驟4中測試點(diǎn)與被測目標(biāo)的距離公式為:「k 家 A Tl 象 λ
[0026]L = ——— +--
S 2m
[0027]其中L為所求的距離，λ為被測目標(biāo)所接收電波的波長，k為測試點(diǎn)接收到的1/4波長的個數(shù)，η為信號突變前所接收的不滿1/4波長的編碼數(shù)字方波的份數(shù)，m為模數(shù)轉(zhuǎn)換過程中所采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器分辨率的位數(shù)。
[0028]所述的步驟5)中被測目標(biāo)的坐標(biāo)值計(jì)算公式為:
—X y z — 2Cl rx-j Li — C
[0029]X - 2a yz * y = L! - a2
s, X y — 2b z J W l|—b2
[0030]其中(0，0，c)、(a, 0，0)、和(0，b, 0)分別為三個測試點(diǎn)的坐標(biāo)，L” L2和L3分別是三個測試點(diǎn)到被測目標(biāo)的距離，(x，y，z)為被測目標(biāo)的坐標(biāo)。
[0031]所述測試點(diǎn)以收到振幅急劇衰減的電磁波作為無線電波末端信號接收識別的標(biāo)志判斷返回電波完全被接收，所述振幅急劇衰減的電磁波是測試點(diǎn)的發(fā)射模塊停止發(fā)射后因能量無法補(bǔ)給而振幅急劇衰減的電磁波。
[0032]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明測距方式采用定位終端向被測目標(biāo)發(fā)射電磁波，被測目標(biāo)將接收到的電磁波調(diào)幅后返回定位終端，定位終端收到返回電磁波后立即停止發(fā)送電磁波，接收從被測目標(biāo)返回的電磁波，并把這些電磁波利用模數(shù)轉(zhuǎn)化器數(shù)字化，電磁波的波長只與頻率有關(guān)，頻率不改變，波長便不會因?yàn)楦缮嫜苌涠兓?，電磁波?jīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)換之后可劃分成很多極小的帶有數(shù)字編碼信息的方波，可保證數(shù)值的精確性。最終以這些數(shù)字化的電磁波作為精確計(jì)算定位終端到被測目標(biāo)之間距離的依據(jù)，基于這些精確的測距即可實(shí)現(xiàn)精確的定位。且定位速度快，定位數(shù)值精確，受外界環(huán)境干擾小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是本實(shí)用新型的定位目標(biāo)坐標(biāo)計(jì)算依據(jù)圖；
[0034]圖2是無線電波波長測距的模塊原理框架圖；
[0035]圖3是無線電波波長測距的計(jì)算原理圖；
[0036]圖4是無線電波末端信號接收識別原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明。
[0038]本發(fā)明的一種基于無線電波波長的測距裝置的實(shí)施例。
[0039]如圖2所示，本發(fā)明的測距裝置包括定位終端201和被定位終端212，定位終端201設(shè)置有無線電發(fā)射模塊206、無線電接收模塊203、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊202和電波信息綜合處理模塊，電波信息綜合處理模塊205輸出端控制連接無線電發(fā)射模塊206，無線電接收模塊203的一個輸出端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊202與電波信息綜合處理模塊205的輸入端相連，另一個輸出端直接與電波信息綜合處理模塊205相連，被定位終端212中設(shè)置有被定位端無線電波發(fā)射模塊211和被定位端無線電波接收模塊213，被定位端212的無線電波接收模塊213用于接收定位終端201的無線電波發(fā)射模塊206發(fā)射的源電磁波208并將其傳遞給被定位終端212的無線電波發(fā)射模塊211，無線電波發(fā)射模塊211將源電波208的振幅放大生成返回電波209，然后由被定位端212的發(fā)射-接收端210輻射發(fā)出。
[0040]該測距裝置的工作過程如下，啟動測距時，定位終端201和被定位端212中的各模塊首先進(jìn)行初始化，然后定位終端201中的電波信息綜合處理模塊205向定位終端無線電波發(fā)射模塊206發(fā)指令，定位終端無線電波發(fā)射模塊206啟動振蕩生成源電磁波208，并由定位終端發(fā)射-接收天線207向外輻射發(fā)出。被定位端212的無線電波接收模塊接收到發(fā)射-接收端210傳來的源電波208，并將其傳遞至無線電波發(fā)射模塊211，無線電波發(fā)射模塊211將源電波208的振幅放大生成返回電波209，然后由被定位端212的發(fā)射-接收端210輻射發(fā)出。返回電波209由定位終端201的無線電波接收模塊203經(jīng)電波發(fā)射-接收端207接收。無線電波接收模塊203接收到返回電波209后同時向電波信息綜合處理模塊205和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊202發(fā)出指令；電波信息綜合處理模塊205依指令立即終止無線電波發(fā)射模塊206對被定位模塊212源電波的發(fā)送，模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊202將無線電波接收模塊203接收到的返回電波209轉(zhuǎn)化為由數(shù)字編碼的數(shù)字方波并把這些數(shù)字方波傳送至電波信息綜合處理模塊205，電波信息綜合處理模塊205開始處理傳送來的數(shù)據(jù)。無線電波發(fā)射模塊206終止電磁波發(fā)送后，已發(fā)送的電磁波將繼續(xù)向被定位目標(biāo)212的發(fā)射-接收端傳播，振幅被放大后返回。當(dāng)返回的電磁波完全被接收處理后，電磁波所走過的距離為2倍的定位終端發(fā)射-接收端到被定位目標(biāo)發(fā)射-接收端之間的距離。
[0041]定位終端201的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊202將接收到的無線電波數(shù)字化，然后傳至電波信息綜合處理模塊205。電波信息綜合處理模塊205通過檢測模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊202首位符號位輸出引腳電平變化(特征為“O”和“I”之間的變化)和除首位以外其它數(shù)字編碼位峰值的出現(xiàn)(特征為除首位外其它數(shù)字編碼位為全“ I ”)，即可確定接收電波1/4波長的個數(shù)k (首位符號位每變化一次代表接收到2個1/4波長，在電波末端符號位不變化的情況下，若出現(xiàn)峰值需再記錄I個1/4波長)；通過檢測模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊202輸出數(shù)字信號的突變來識別電波傳送的末端編碼信息。
[0042]目前模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片按分辨率可分為4位、6位、8位、10位、14位、16位、18位、24位等，其中性能卓越的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采樣率可高達(dá)50GS/S以上，且內(nèi)置大容量片內(nèi)緩沖。高的分辨率位數(shù)可保證模數(shù)轉(zhuǎn)換器對模擬信號轉(zhuǎn)換后縱向精度，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)高度的離散化；高的采樣率可保證垂直分辨率的有效利用，即能夠保證某種分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器所能表示的全部數(shù)字編碼都能在橫軸上找到唯一的采樣點(diǎn)與之對應(yīng)；大的內(nèi)置片內(nèi)緩沖，能夠保證模數(shù)轉(zhuǎn)換器對模擬信號進(jìn)行完整且準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換。
[0043]以24位高分辨率高采樣率模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片為實(shí)施例。選取3MHz的樣本頻率，其波長為10m(以波速為30萬千米/秒計(jì))。對于24位的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，取其首位作為符號位用于輔助識別電磁波的接收情況，則一個1/4波長能夠被其分為223個數(shù)字方波301，每個數(shù)字方波對應(yīng)的寬度為λ /225，即0.00000298m,定位終端201發(fā)射-接收端204到被測目標(biāo)212發(fā)射-接收端201的測距精確度為0.00000149m,即1.49um。本發(fā)明中基于無線電波波長測距的計(jì)算如圖3所示，電波信息綜合處理模塊205通過檢測模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊202首位符號位輸出引腳電平變化(特征為“O”和“I”之間的變化)和除首位以外其它數(shù)字編碼位峰值的出現(xiàn)可以確定錄入1/4波長的個數(shù)，設(shè)錄入k個1/4波長后，電波信息綜合處理模塊205檢測到模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊202輸出的數(shù)字信息發(fā)生突變，且通過電波末端編碼信息獲得在信號突變點(diǎn)和在第k次錄入1/4波長之間有η份編碼數(shù)字方波，則測得距離為:
k ? A ? * 2
[0044]L =-+ ~^
8 2‘6
[0045]其中L為所求的距離，λ為定位終端無線電波接收模塊所接收電波的波長，k為電波信息綜合處理模塊所記錄的1/4波長的個數(shù)，η為信號突變前所接收的不滿1/4波長的編碼數(shù)字方波的份數(shù)。
[0046]在理想狀態(tài)下，當(dāng)無線電波定位終端201的發(fā)射模塊停止發(fā)射后，以發(fā)送的電磁波后面不再有電磁波出現(xiàn)，而在事實(shí)上，無線電波停止發(fā)送后，一部分因能量無法補(bǔ)給而振幅急劇衰減的電磁波403仍會發(fā)出，然后經(jīng)過被測目標(biāo)212處理后返回，如圖4所示，在無線電波401的末端402后出現(xiàn)急劇衰減的電波403，經(jīng)過電波末端后，電波的幅值由原來的Al衰減為Α2，波長和頻率保持不變。
[0047]本發(fā)明的一種基于無線電波波長的測距方法的實(shí)施例。
[0048]1.設(shè)立測試點(diǎn)，在測試點(diǎn)向被測目標(biāo)發(fā)送一定頻率的電磁波，本實(shí)施例中我們選用的電磁波頻率為3MHz的樣本頻率，其波長為10m (以波速為30萬千米/秒計(jì))。
[0049]2.測試目標(biāo)接收到電磁波經(jīng)放大處理后返回至測試點(diǎn)，測試點(diǎn)將接收到的電磁波通過模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字方波，并統(tǒng)計(jì)接收到1/4波長的數(shù)量和信號突變前所接收的不滿1/4波長的數(shù)字編碼方波的份數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)到的信息和電磁波的波長計(jì)算測試點(diǎn)到被測目標(biāo)的距離。
k ^I λ
[0050]1#..丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.丨.…~t~
8 2as
[0051]其中L為所求的距離，λ為定位終端無線電波接收模塊所接收電波的波長，k為電波信息綜合處理模塊所記錄的1/4波長的個數(shù)，η為信號突變前所接收的不滿1/4波長的編碼數(shù)字方波的份數(shù)。
[0052]本發(fā)明的一種基于無線電波波長的定位方法的實(shí)施例。
[0053]首先建立一個全局坐標(biāo)系，如圖1所示，在該坐標(biāo)系下的三個坐標(biāo)軸上分別設(shè)置相應(yīng)的測點(diǎn)，在每個測點(diǎn)上分別設(shè)置有相應(yīng)的發(fā)射-接收端。設(shè)三個測點(diǎn)坐標(biāo)分別為101 (O, O, c)、102 (a, O, O)、103 (O, b, O)，這三個測點(diǎn)到被測目標(biāo)的距離分別為L1、L2和L3,
[0054]然后利用上述實(shí)施例的方法分別求出每個測點(diǎn)與北側(cè)目標(biāo)的距離U、L2和L3，具體過程已在上述實(shí)施例中進(jìn)行了詳細(xì)說明，這里不在重復(fù)贅述。
[0055]被測目標(biāo)104坐標(biāo)為(X，y, z)，則由圖示關(guān)系，可得到如下矩陣:
■ Xψ Z — 2 Cl rXi L! — c‘"|
[0056]X — 2a yz *|y|= L| — a2.X y — 2b 2 Jl W l| — b2J
[0057]將所求LpL2和L3帶入上述公式，被測目標(biāo)104(x，y, z)的坐標(biāo)值便可以唯一確定(此矩陣的計(jì)算結(jié)果為兩組解，且這兩組解關(guān)于三個測點(diǎn)組成的平面對稱，根據(jù)被測點(diǎn)和測試點(diǎn)的實(shí)際位置關(guān)系舍棄掉不符合實(shí)際的那組解)。
[0058]由圖元素位置關(guān)系的幾何意義可知，本發(fā)明中對被測點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算依據(jù)相當(dāng)于在平面上立三腳架，三個點(diǎn)坐標(biāo)確定，平面確定，三竿長度確定，被測點(diǎn)相對于平面的位置確定，被測點(diǎn)目標(biāo)確定且唯一。由圖1可知，只要能精確測得被測點(diǎn)到三個定位終端發(fā)射-接收端的距離，就能通過計(jì)算得到被定位點(diǎn)的坐標(biāo)位置信息，實(shí)現(xiàn)定位。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無線電波波長的測距裝置，其特征在于，該測距裝置包括定位終端和被定位終端，所述的定位終端設(shè)置有無線電波發(fā)射模塊、無線電波接收模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和電波信息綜合處理模塊，所述被定位終端設(shè)置有被定位無線電波接收模塊和無線電波發(fā)射模塊，所述定位終端的無線電波發(fā)射模塊用于根據(jù)電波信息綜合處理模塊的指令向被定位終端發(fā)射源電磁波，所述被定位終端的無線電波接收模塊用于接收定位終端發(fā)送的電磁波，所述的被定位終端的無線電發(fā)射模塊用于將收到源電波的振幅放大后生成返回電波并發(fā)射給定位終端，模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊用于將無線電波接收模塊接收到的返回電波轉(zhuǎn)化為由數(shù)字編碼的數(shù)字方波并把這些數(shù)字方波傳送至電波信息綜合處理模塊，所述的電波信息綜合處理模塊用于根據(jù)數(shù)字化處理的方波計(jì)算定位終端和被定位終端的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線電波波長的測距裝置，其特征在于，所述電波信息綜合處理模塊根據(jù)波長所計(jì)算的定位終端與被定位終端之間的距離L為:
k ^ λ η ? I L =--+ ——..ι;
82附2 其中L為所求的距離，λ為定位終端無線電波接收模塊所接收電波的波長，k為電波信息綜合處理模塊所記錄的1/4波長的個數(shù)，η為信號突變前所接收的不滿1/4波長的編碼數(shù)字方波的份數(shù)，m為模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊分辨率的位數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于無線電波波長的測距裝置，其特征在于，所述的定位終端收到返回電磁波后立即停止發(fā)送電磁波，電波信息綜合處理模塊以收到振幅急劇衰減的電磁波作為無線電波末端信號接收識別的標(biāo)志判斷返回電波完全被接收，所述振幅急劇衰減的電磁波是無線電波定位終端的發(fā)射模塊停止發(fā)射后因能量無法補(bǔ)給而振幅急劇衰減的電磁波。
4.一種基于無線電波波長的測距方法，其特征在于，該測距方法包括以下步驟: 1)設(shè)立測試點(diǎn)，在測試點(diǎn)向被測目標(biāo)發(fā)送一定頻率的電磁波； 2)被測目標(biāo)將接收到的電磁波經(jīng)放大處理后返回至測試點(diǎn)； 3)測試點(diǎn)將接收到的電磁波進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并統(tǒng)計(jì)接收到1/4波長的數(shù)量和信號突變前所接收的不滿1/4波長的數(shù)字編碼方波的份數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)到的信息和電磁波的波長計(jì)算測試點(diǎn)到被測目標(biāo)的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于無線電波波長的測距方法，其特征在于，所述測試點(diǎn)與被測目標(biāo)的距離為:
k * λ _ η +*+ λ L = 2m*2 其中L為所求的距離，λ為被測目標(biāo)所接收電波的波長，k為測試點(diǎn)接收到的1/4波長的個數(shù)，η為信號突變前所接收的不滿1/4波長的數(shù)字編碼方波的份數(shù)，m為模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊分辨率的位數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于無線電波波長的測距方法，其特征在于，所述測試點(diǎn)以收到振幅急劇衰減的電磁波作為無線電波末端信號接收識別的標(biāo)志判斷返回電波完全被接收，所述振幅急劇衰減的電磁波是測試點(diǎn)的發(fā)射模塊停止發(fā)射后因能量無法補(bǔ)給而振幅急劇衰減的電磁波。
7.一種基于無線電波波長的定位方法，其特征在于，該定位方法包括以下步驟: 1)建立一個全局坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系下的三個坐標(biāo)軸上分別設(shè)置相應(yīng)的測點(diǎn)； 2)控制每一個測點(diǎn)向被測目標(biāo)發(fā)送相應(yīng)設(shè)定頻率的電磁波； 3)被測目標(biāo)將接收到的電磁波放大處理后返回至相應(yīng)的測試點(diǎn)； 4)每個測試點(diǎn)將接收到的電磁波進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并統(tǒng)計(jì)接收到1/4波長的數(shù)量和信號突變前所接收的不滿1/4波長的數(shù)字編碼方波的份數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)到的信息和電磁波的波長計(jì)算各測試點(diǎn)到被測目標(biāo)的距離； 5)根據(jù)所計(jì)算出的三個坐標(biāo)軸上的測試點(diǎn)與測試目標(biāo)的距離以及三個測試點(diǎn)自身的坐標(biāo)位置，計(jì)算被測目標(biāo)的坐標(biāo)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于無線電波波長的定位方法，其特征在于，所述的步驟4中測試點(diǎn)與被測目標(biāo)的距離公式為:
k * λ η * A 1 — 8 + 其中L為所求的距離，λ為被測目標(biāo)所接收電波的波長，k為測試點(diǎn)接收到的1/4波長的個數(shù)，η為信號突變前所接收的不滿1/4波長的編碼數(shù)字方波的份數(shù)，m為模數(shù)轉(zhuǎn)換過程中所采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器分辨率的位數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于無線電波波長的定位方法，其特征在于，所述的步驟5)中被測目標(biāo)的坐標(biāo)值計(jì)算公式為: [πψ z — 2Cl rS| Lj — CiI * — 2纖 yz * y = Lf — a2 π y — 2b z J Lzi _ j,2j 其中(0，0，c)、(a, 0，0)、和(0，b, 0)分別為三個測試點(diǎn)的坐標(biāo)，U、L2和L3分別是三個測試點(diǎn)到被測目標(biāo)的距離，(x，y，z)為被測目標(biāo)的坐標(biāo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于無線電波波長的定位方法，其特征在于，所述測試點(diǎn)以收到振幅急劇衰減的電磁波作為無線電波末端信號接收識別的標(biāo)志判斷返回電波完全被接收，所述振幅急劇衰減的電磁波是測試點(diǎn)的發(fā)射模塊停止發(fā)射后因能量無法補(bǔ)給而振幅急劇衰減的電磁波。
【文檔編號】G01S13/08GK104297745SQ201410188741
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】崔鳳奎, 解克各, 凌遠(yuǎn)非, 王曉強(qiáng), 張豐收, 侯麗敏, 董曉丹 申請人:河南科技大學(xué)