本發(fā)明涉及無線通信，尤其涉及一種通過信標(biāo)方式實現(xiàn)對講機定位的方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、無線通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ｗ⒂谕ㄟ^無線方式傳輸信息，包括蜂窩網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信、無線局域網(wǎng)、藍牙技術(shù)、近場通信，在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，無線技術(shù)允許數(shù)據(jù)在沒有物理連接的情況下在設(shè)備間傳輸，增強了移動性和靈活性，應(yīng)用于移動電話服務(wù)、無線互聯(lián)網(wǎng)接入、遠程監(jiān)控、智能家居系統(tǒng)、緊急響應(yīng)通信系統(tǒng)多個方面，通過提高無線通信的速度、可靠性和安全性，推動全球信息傳播，促進智能家居、智慧城市和遠程監(jiān)控多種創(chuàng)新應(yīng)用的發(fā)展。

2、其中，通過信標(biāo)方式實現(xiàn)對講機定位的方法專注于使用信標(biāo)設(shè)備在無線通信技術(shù)領(lǐng)域中對對講機進行精確定位，通過在預(yù)定位置部署發(fā)射特定信號的信標(biāo)，對講機通過接收信號并處理信號屬性確定自身位置，包括信號強度和信號傳播時間，用于在gps信號覆蓋不佳的室內(nèi)和復(fù)雜環(huán)境中提供精確和可靠的定位服務(wù)，應(yīng)用于安全監(jiān)控、緊急響應(yīng)、物流管理多個方面，提高任務(wù)執(zhí)行的成功率和安全性。

3、傳統(tǒng)對講機定位技術(shù)在高密度建筑區(qū)或復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境中，面臨信號覆蓋不足和定位精度低的問題，在室內(nèi)環(huán)境中常因信號衰減和多路徑干擾難以提供精確的定位信息，在緊急響應(yīng)或安全監(jiān)控場景中導(dǎo)致響應(yīng)時間延遲，增加安全風(fēng)險，在大型建筑內(nèi)部，無線局域網(wǎng)信號的反射和散射導(dǎo)致定位誤差，緊急情況下誤導(dǎo)救援力量，延誤救援時機，在處理信號干擾和優(yōu)化發(fā)射功率方面缺乏足夠的靈活性和自適應(yīng)性，限制了在動態(tài)和多變環(huán)境中的應(yīng)用效果，影響無線通信系統(tǒng)的整體性能和用戶體驗。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種通過信標(biāo)方式實現(xiàn)對講機定位的方法及其系統(tǒng)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，一種通過信標(biāo)方式實現(xiàn)對講機定位的方法，包括以下步驟：

3、s1：基于無線電信號數(shù)據(jù)，通過模擬無線電信號在多種場景中的傳播行為，分析信號在多種介質(zhì)中的反射和散射特性，生成傳播特性分析結(jié)果；

4、s2：利用所述傳播特性分析結(jié)果，考慮覆蓋范圍、信標(biāo)部署的經(jīng)濟性和效率，計算多個信標(biāo)的部署位置并記錄地理定位信息，生成信標(biāo)部署位置信息；

5、s3：根據(jù)所述信標(biāo)部署位置信息，實時采集對講機發(fā)送的信號，過濾背景噪聲，并調(diào)整信標(biāo)的發(fā)射功率和頻率，優(yōu)化信號清晰度，生成發(fā)射參數(shù)調(diào)整結(jié)果；

6、s4：基于所述發(fā)射參數(shù)調(diào)整結(jié)果，實時檢測對講機信號的完整性，評估信號的信噪比和質(zhì)量指標(biāo)，并校正因反射和障礙物引起的誤差，生成信號質(zhì)量驗證信息；

7、s5：基于所述信號質(zhì)量驗證信息，實時計算多個信標(biāo)到對講機的信號到達時間差，并使用時間差數(shù)據(jù)進行定位計算，生成定位位置范圍信息；

8、s6：基于所述定位位置范圍信息，通過協(xié)調(diào)多個對講機設(shè)備的信號數(shù)據(jù)，進行多設(shè)備協(xié)同定位，優(yōu)化定位對講機定位的準確度，生成對講機定位信息。

9、作為本發(fā)明的進一步方案，所述傳播特性分析結(jié)果包括信號傳播路徑模擬數(shù)據(jù)、信號在多種介質(zhì)中衰減信息、反射和散射點信息，所述信標(biāo)部署位置信息包括信標(biāo)的地理坐標(biāo)、預(yù)期覆蓋區(qū)域、信標(biāo)間的距離參數(shù)，所述發(fā)射參數(shù)調(diào)整結(jié)果包括調(diào)整后的發(fā)射功率水平、信號頻率范圍、背景噪聲濾波設(shè)置參數(shù)，所述信號質(zhì)量驗證信息包括修正后的信噪比、信號完整性等級、信號接收一致性評分，所述位置范圍信息包括計算得出的對講機預(yù)測位置坐標(biāo)、位置誤差估計數(shù)據(jù)、定位信號的時間差異，所述對講機定位信息包括校準后的定位坐標(biāo)信息、定位準確性評估信息、多設(shè)備協(xié)同效果分析結(jié)果。

10、作為本發(fā)明的進一步方案，基于無線電信號數(shù)據(jù)，通過模擬無線電信號在多種場景中的傳播行為，分析信號在多種介質(zhì)中的反射和散射特性，生成傳播特性分析結(jié)果的步驟具體為：

11、s101：基于無線電信號數(shù)據(jù)，模擬并分析無線電信號在多種城市景觀和建筑結(jié)構(gòu)中的傳播數(shù)據(jù)，識別信號在多種介質(zhì)上的反射數(shù)據(jù)，生成信號反射數(shù)據(jù)；

12、s102：基于所述信號反射數(shù)據(jù)，計算信號在多種角度和距離下的散射強度，計算信號的傳播路徑損耗，評估信號傳播過程中的衰減，生成信號衰減行為數(shù)據(jù)；

13、s103：基于所述信號衰減行為數(shù)據(jù)，評估無線電信號在多種介質(zhì)中的傳播特性，包括散射點的位置和信號在多種角度的反射強度，形成傳播特性分析結(jié)果。

14、作為本發(fā)明的進一步方案，利用所述傳播特性分析結(jié)果，考慮覆蓋范圍、信標(biāo)部署的經(jīng)濟性和效率，計算多個信標(biāo)的部署位置并記錄地理定位信息，生成信標(biāo)部署位置信息的步驟具體為：

15、s201：利用所述傳播特性分析結(jié)果，根據(jù)需要部署信標(biāo)的區(qū)域位置信息，評估信標(biāo)部署需要的覆蓋范圍，生成覆蓋范圍評估數(shù)據(jù)；

16、s202：基于所述覆蓋范圍評估數(shù)據(jù)，考慮信號覆蓋的重疊和空間冗余，計算多個信標(biāo)的部署位置，優(yōu)化信標(biāo)的空間分布，生成位置計算數(shù)據(jù)；

17、s203：基于所述位置計算數(shù)據(jù)，根據(jù)信標(biāo)的地理坐標(biāo)信息，重構(gòu)信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的三維空間分布模型，生成信標(biāo)部署位置信息。

18、作為本發(fā)明的進一步方案，根據(jù)所述信標(biāo)部署位置信息，實時采集對講機發(fā)送的信號，過濾背景噪聲，并調(diào)整信標(biāo)的發(fā)射功率和頻率，優(yōu)化信號清晰度，生成發(fā)射參數(shù)調(diào)整結(jié)果的步驟具體為：

19、s301：根據(jù)所述信標(biāo)部署位置信息，采集對講機發(fā)送的信號數(shù)據(jù)，記錄信號的強度和頻率信息，生成信號數(shù)據(jù)采集記錄；

20、s302：基于所述信號數(shù)據(jù)采集記錄，識別并分離背景噪聲，優(yōu)化非目標(biāo)頻率成分對信號清晰度的影響，生成信號清理結(jié)果；

21、s303：根據(jù)所述信號清理結(jié)果，調(diào)整信標(biāo)的發(fā)射功率和頻率，優(yōu)化信號的清晰度，生成發(fā)射參數(shù)調(diào)整結(jié)果。

22、作為本發(fā)明的進一步方案，基于所述發(fā)射參數(shù)調(diào)整結(jié)果，實時檢測對講機信號的完整性，評估信號的信噪比和質(zhì)量指標(biāo)，并校正因反射和障礙物引起的誤差，生成信號質(zhì)量驗證信息的步驟具體為：

23、s401：基于所述發(fā)射參數(shù)調(diào)整結(jié)果，實時監(jiān)控信號的完整性和信噪比，評估信號的完整性，生成信號完整性記錄；

24、s402：分析所述信號完整性記錄，評估信號的質(zhì)量指標(biāo)，包括信噪比和誤碼率，并識別誤差源，生成誤差源分析結(jié)果；

25、s403：基于所述誤差源分析結(jié)果，調(diào)整并校正反射和障礙物引起的信號誤差，優(yōu)化信號質(zhì)量的準確性，生成信號質(zhì)量驗證信息。

26、作為本發(fā)明的進一步方案，基于所述信號質(zhì)量驗證信息，實時計算多個信標(biāo)到對講機的信號到達時間差，并使用時間差數(shù)據(jù)進行定位計算，生成定位位置范圍信息的步驟具體為：

27、s501：基于所述信號質(zhì)量驗證信息，識別多個信標(biāo)到對講機的接收時間數(shù)據(jù)，記錄信號到達的時間點信息，生成信號到達時間記錄；

28、s502：基于所述信號到達時間記錄，計算多個信標(biāo)的信號到對講機的時間差，識別多個信標(biāo)和對講機間的信號傳播延遲，生成信號時間差數(shù)據(jù)；

29、s503：使用所述信號時間差數(shù)據(jù)，通過對比多個信標(biāo)發(fā)出信號和到達對講機的時間差，估算對講機在信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中的相對位置，生成位置范圍信息。

30、作為本發(fā)明的進一步方案，基于所述定位位置范圍信息，通過協(xié)調(diào)多個對講機設(shè)備的信號數(shù)據(jù)，進行多設(shè)備協(xié)同定位，優(yōu)化定位對講機定位的準確度，生成對講機定位信息的步驟具體為：

31、s601：基于所述位置范圍信息，采集目標(biāo)區(qū)域范圍中多個對講機設(shè)備的定位數(shù)據(jù)，同步多個對講機設(shè)備的信號接收時間，生成多設(shè)備信號同步數(shù)據(jù)；

32、s602：基于所述多設(shè)備信號同步數(shù)據(jù)，通過計算多個對講機接收相同信標(biāo)信號的時間差，計算多個對講機設(shè)備間的相對距離，生成設(shè)備間距離分析結(jié)果；

33、s603：利用所述設(shè)備間距離分析結(jié)果，根據(jù)多個對講機設(shè)備的相對位置和距離，計算目標(biāo)對講機的地理坐標(biāo)位置，生成對講機定位信息。

34、作為本發(fā)明的進一步方案，所述計算目標(biāo)對講機的地理坐標(biāo)位置的具體公式為：

35、；

36、其中，和分別代表第i個對講機設(shè)備的x和y坐標(biāo)，坐標(biāo)提供了各設(shè)備的具體位置信息，是第i個對講機設(shè)備與目標(biāo)對講機之間的估算距離，根據(jù)信號強度或時間延遲測量得到，和分別代表目標(biāo)對講機的地理坐標(biāo)位置的x和y坐標(biāo)，用于表示目標(biāo)對講機在地圖上的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，i是從1到n的索引，遍歷所有參與位置計算的對講機設(shè)備，n是參與計算的對講機設(shè)備總數(shù)。

37、一種通過信標(biāo)方式實現(xiàn)對講機定位的系統(tǒng)，所述通過信標(biāo)方式實現(xiàn)對講機定位的系統(tǒng)用于執(zhí)行上述通過信標(biāo)方式實現(xiàn)對講機定位的方法，所述系統(tǒng)包括：

38、信號模擬模塊基于無線電信號數(shù)據(jù)，模擬無線電信號在多種場景中的傳播行為，分析信號在不同介質(zhì)中的反射和散射特性，生成信號傳播模擬數(shù)據(jù)；

39、部署評估模塊利用所述信號傳播模擬數(shù)據(jù)，根據(jù)信號覆蓋需求和部署成本，進行多個部署位置的地理位置計算，生成信標(biāo)位置評估數(shù)據(jù)；

40、信號處理模塊基于所述信標(biāo)位置評估數(shù)據(jù)，實時采集對講機發(fā)出的信號，進行背景噪聲識別和過濾，調(diào)整信標(biāo)的發(fā)射功率和頻率優(yōu)化信號質(zhì)量，生成信號優(yōu)化參數(shù)；

41、數(shù)據(jù)驗證模塊采用所述信號優(yōu)化參數(shù)，實時監(jiān)控信號的完整性和信噪比，評估信號質(zhì)量，分析并校正信號誤差，生成完整性評估數(shù)據(jù)；

42、協(xié)同定位模塊使用所述完整性評估數(shù)據(jù)，通過計算多個信標(biāo)到對講機的時間差，并根據(jù)時間差數(shù)據(jù)估算對講機的位置范圍，結(jié)合多個對講機設(shè)備進行協(xié)同定位，優(yōu)化定位的準確度，生成對講機定位信息。

43、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于：

44、本發(fā)明中，通過模擬分析信號在多種場景的傳播行為，增強對無線電信號特性的理解，使信標(biāo)部署針對實際的地理和環(huán)境條件進行優(yōu)化，優(yōu)化信號覆蓋范圍和信標(biāo)部署的成本效率，實時采集對講機發(fā)出的信號并調(diào)整發(fā)射參數(shù)，優(yōu)化信號清晰度并減少背景噪聲的干擾，提高了信號的可用性及安全性，通過實時計算信號到達時間差并結(jié)合多設(shè)備協(xié)同定位，提高定位的準確性和響應(yīng)速度，為用戶提供了可靠和精準的服務(wù)體驗。