Способ и устройство для определения местоположения устройства связи

Способ и устройство для определения местоположения устройства связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к устройствам связи или подобным устройствам и, более конкретно, к способу и устройству для определения местоположения устройства связи или подобного устройства, выполненного с возможностью передачи или приема радиочастотного или электромагнитного сигнала.

Существуют различные обстоятельства, при которых важно определить местоположение устройства связи или устройства связи, работающего в режиме передачи (передатчик) или режиме приема (приемник). Например, при применении в военных, правоохранительных или иных целях возможность определения географического местоположения радиопередатчика может быть очень полезна, в частности возможность определения местоположения, когда между передатчиком и приемником отсутствует трасса передачи в пределах прямой видимости или имеется трасса передачи не по прямой видимости (NLOS). Трассы NLOS могут быть достаточно сильными, чтобы не срабатывали фазово-когерентные методы или на антеннах имелось недостаточно места для направленных антенн. Такие сценарии могут иметь место при проведении операций в условиях непосредственной близости или когда передатчик и приемник могут находиться в одном здании.

Определение местоположения передатчика может быть полезным в радионавигации. Одним методом определения географического местоположения передатчика является трилатерация. Трилатерация требует минимум трех измерений дальности для определения местоположения приемника. Существующие решения, которые для трилатерации требуют трасс по прямой видимости (LOS), неприменимы, когда доступно менее трех передатчиков или когда вследствие затухания на трассе доступно менее трех регистрируемых сигналов LOS. Имеющиеся решения в случаях, когда недоступны три передатчика или сигнала LOS, могут включать в себя увеличение числа передатчиков для повышения вероятности того, что по меньшей мере три из них могут быть доступны, изменение радиопараметров линии связи, таких как частота, разнесение антенн, поляризационное разнесение и другие параметры, применение других средств навигации, таких как инерциальные устройства или подобные устройства, временную замену трилатерационной навигации до тех пор, пока не станет доступно большее число передатчиков или приемлемых трасс передачи.

Увеличение числа доступных передатчиков увеличивает эксплуатационные расходы и может снизить живучесть системы при проведении таких операций, как военные и другие операции. Изменение радиопараметров линии связи повышает сложность передатчиков и приемников и требует обмена сигналами между передатчиками и приемниками для изменения радиопараметров. Для интерциальных устройств свойственно снижение точности с течением времени.

Сущность изобретения

В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения способ определения местоположения устройства связи может включать в себя измерение времени прибытия для каждого импульса, принятого в приемнике. Способ может также включать в себя генерацию набора возможных гипотетических соответствий между каждым принятым импульсом и трассой передачи между передатчиком и приемником, причем устройство связи, местоположение которого определяется, является одним устройством из группы, состоящей из передатчика и приемника. Способ может далее включать в себя оценку местоположения устройства связи с использованием набора гипотетических соответствий.

В соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения способ определения местоположения устройства связи может включать измерение времени прибытия для каждого импульса, принятого в приемнике. Способ может также включать в себя генерацию набора возможных гипотетических соответствий посредством сопоставления каждого импульса, принятого приемником, с возможной трассой передачи принятого импульса между передатчиком и приемником, причем устройство связи, местоположение которого определяется, является одним устройством из группы, состоящей из передатчика и приемника. Способ может дополнительно включать в себя определение геометрического места возможных местоположений устройства связи при помощи каждого набора гипотетических соответствий для каждого импульса. Способ может далее включать в себя определение предполагаемого местоположения устройства связи как пересечение геометрических мест возможных местоположений устройства связи для каждого набора гипотетических соответствий для каждого импульса.

В соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения устройство для определения местоположения устройства связи может включать в себя процессор. Устройство может также включать в себя модуль определения местоположения, включающий в себя элемент оценки гипотетической трассы передачи, действующий в процессоре, для оценки соответствия между каждым принятым импульсом и возможной трассой передачи импульса для определения местоположения устройства связи.

В соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения компьютерный программный продукт для определения местоположения устройства связи может включать в себя используемую компьютером среду, содержащую реализованный в ней используемый компьютером программный код. Используемая компьютером среда может включать в себя используемый компьютером программный код, выполненный с возможностью измерения времени прибытия для каждого импульса, принятого в приемнике. Используемая компьютером среда может также включать в себя используемый компьютером программный код, выполненный с возможностью генерации набора возможных гипотетических соответствий между каждым принятым импульсом и возможной трассой передачи импульса между передатчиком и приемником, причем устройство связи, местоположение которого определяется, является одним устройством из группы, состоящей из передатчика и приемника. Используемая компьютером среда может также включать в себя используемый компьютером программный код, выполненный с возможностью оценки местоположения устройства связи с использованием набора гипотетических соответствий.

В соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения средство передвижения может включать в себя устройство для определения местоположения средства передвижения. Устройство может включать в себя процессор и модуль определения местоположения, включающий в себя элемент оценки гипотетического соответствия, действующий в процессоре, для оценки соответствия между каждым принятым импульсом и возможной трассой передачи импульса для определения местоположения средства передвижения.

Другие аспекты и особенности настоящего изобретения, определяемого исключительно формулой, станут ясны специалисту в данной области техники после ознакомления с нижеследующим неограниченным подробным описанием изобретения в сочетании с прилагаемыми чертежами.

Краткое описание нескольких видов на чертежах

Фиг.1А и 1В (совместно фиг.1) - блок-схема последовательности операций для примерного способа определения местоположения устройства связи в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.

Фиг.2 - иллюстрация примерных трасс передачи для определения местоположения устройства связи в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.

Фиг.3 - иллюстрация принятых импульсов сигналов, соответствующих каждой из примерных трасс передачи, приведенных на фиг.2.

Фиг.4A-4C - иллюстрации примеров геометрических мест возможных местоположений устройства связи, использующих гипотетические трассы передачи, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.

Фиг.4D - иллюстрация примера оценки местоположения устройства связи на основе пересечения геометрических мест возможных местоположений в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.

Фиг.5 - иллюстрация примера определения остаточной погрешности для предполагаемого местоположения устройства связи в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.

Фиг.6А-6K иллюстрируют пример определения предполагаемого местоположения устройства связи, когда время передачи импульса неизвестно, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.

Фиг.7 - блок-схема последовательности операций для примера способа генерации возможных гипотетических трасс передачи для каждого принятого импульса и времени передачи импульса в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.

Фиг.8A-8C - примеры гипотетических трасс передачи от передатчика к приемнику в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.

Фиг.9 - блок-схема последовательности операций для примера способа выбора наилучшей или оптимальной оценки местоположения для устройства связи посредством вычисления остаточной погрешности для каждой оценки местоположения в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.

Фиг.10 - таблица, иллюстрирующая пример наборов гипотетических соответствий между каждым принятым импульсом и возможной трассой передачи, по которой, возможно, была осуществлена передача импульса, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.

Фиг.11 - блок-схема примера устройства для определения местоположения устройства связи в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Нижеследующее подробное описание вариантов выполнения содержит ссылки на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют частные варианты выполнения изобретения. Другие варианты выполнения, содержащие иные конструктивные особенности и действия, не выходят за пределы объема настоящего изобретения.

Как должно быть понятно специалисту в данной области техники, раскрытое техническое решение может быть реализовано в виде способа, системы или компьютерного программного продукта. Соответственно, раскрытое техническое решение может принимать вид полностью аппаратного варианта выполнения, полностью программного варианта выполнения (включая встроенное программное обеспечение, резидентное программное обеспечение, микрокод и т.д.) или варианта выполнения, сочетающего в себя программные и аппаратные аспекты, которые все могут в целом называться в настоящей заявке "схема", "модуль" или "система". Кроме того, настоящее изобретение может принимать вид компьютерного программного продукта на используемом компьютером носителе данных, имеющем используемый компьютером программный код, реализованный на носителе.

Можно использовать любой подходящий используемый компьютером или машиночитаемый носитель. В частности, используемый компьютером или машиночитаемый носитель может быть электронной, магнитной, оптической, электромагнитной, инфракрасной или полупроводниковой системой, устройством или средой распространения. Частные примеры (неисчерпывающий список) машиночитаемых носителей включают в себя следующее: электрическое соединение, имеющее один или более проводов, переносную компьютерную дискету, жесткий диск, оперативную память (RAM), постоянную память (ROM), стираемую программируемую постоянную память (EPROM или флэш-память), оптическое волокно, постоянную память на переносном компакт-диске (CD-ROM), оптическое запоминающее устройство, среду передачи, например среды, поддерживающие Интернет и интрасеть, или магнитное запоминающее устройство. Заметим, что используемым компьютером или машиночитаемым носителем может быть даже бумага или иной подходящий носитель, на котором напечатана программа, поскольку эта программа может быть считана электронным образом, например, при помощи оптического сканирования бумаги или иного носителя, затем, в случае необходимости, скомпилирована, интерпретирована или иным образом обработана подходящим образом, после чего сохранена в памяти компьютера. В контексте настоящего документа используемый компьютером или машиночитаемый носитель может быть любым носителем, который может содержать, хранить, передавать, распространять или транспортировать программу для использования системой или устройством для выполнения команд или в связи с такой системой или устройством.

Компьютерный программный код для выполнения операций раскрытого технического решения может быть написан на объектно-ориентированном языке программирования, таком как Java, Smalltalk, C++ или подобном. Однако компьютерный программный код для выполнения этих операций может быть также написан на обычных процедурных языках программирования, таком как язык программирования "С" или подобные языки программирования. Программный код может выполняться целиком на компьютере пользователя, частично на компьютере пользователя, в качестве автономного программного пакета, частично на компьютере пользователя и частично на удаленном компьютере или полностью на удаленном компьютере или сервере. В последнем сценарии удаленный компьютер может быть соединен с компьютером пользователя посредством локальной сети (LAN) или глобальной сети (WAN) или может быть выполнено соединение с внешним компьютером (например, через Интернет при помощи поставщика услуг в сети Интернет).

Наше техническое решение описано ниже со ссылкой на блок-схемы последовательности операций и (или) блок-схемы способов, устройств (систем) и компьютерных программных продуктов согласно вариантам выполнения изобретения. Должно быть понятно, что каждый блок на блок-схемах последовательности операций и (или) на блок-схемах и сочетания блоков на блок-схемах последовательности операций и (или) блок-схемах могут быть реализованы посредством команд компьютерной программы. Эти команды компьютерной программы могут поступать на процессор компьютера общего назначения, компьютера специального назначения или другое программируемое устройство обработки данных для создания машины, так что команды, которые выполняются посредством процессора компьютера или другого программируемого устройства обработки данных, создают средство для реализации функций/действий, указанных в блоке или блоках блок-схемы последовательности операций и (или) блок-схемы.

Эти команды компьютерной программы могут также храниться в машиночитаемой памяти, которая может управлять компьютером или другим программируемым устройством обработки данных, чтобы они функционировали определенным образом, так чтобы команды, хранящиеся в машиночитаемой памяти, создавали изделие, включающее в себя командное средство, которое реализует функцию/действия, указанные в блоке или блоках блок-схемы последовательности операций и (или) блок-схемы.

Команды компьютерной программы могут также быть загружены в компьютер или другое программируемое устройство обработки данных, чтобы вызвать выполнение последовательности функциональных этапов на компьютере или другом программируемом устройстве для создания реализуемого на компьютере процесса, так чтобы команды, которые выполняются на компьютере или другом программируемом устройстве, обеспечивали этапы для реализации функций/действий, указанных в блоке или блоках блок-схемы последовательности операций и (или) блок-схемы.

На фиг.1А и 1В (совместно фиг.1) приведена блок-схема примерного способа 100 для определения местоположения устройства связи в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. В рамках настоящей заявки устройство связи может быть приемником или передатчиком, и эти термины могут применяться в настоящей заявке взаимозаменяемым образом. Приемник может быть устройством связи, работающим в качестве приемника или в режиме приема. Передатчик может быть устройством связи, работающим в качестве передатчика или в режиме передачи.

В блоке 102 можно оценить местоположение приемника. Местоположение может быть географическим местоположением, местоположением на некоторой сетке или в некоторой системе координат или любым иным способом идентификации местоположения устройства связи относительно другого устройства связи или других ориентиров или объектов. Местоположение приемника можно оценить при помощи глобальной системы позиционирования (GPS), топографической съемки, триангуляции LOS, триангуляции NLOS, триангуляция с использованием радиочастотного или оптического передатчика или других методов определения местоположения.

Кроме того, в блоке 102 может передаваться импульс или множество импульсов от передатчика. В зависимости от того, является ли устройство связи, местоположение которого определяется, передатчиком или приемником, местоположение другого устройства, местоположение которого не определяется или не оценивается, может быть известно или может использоваться опорный приемник с известным местоположением и длиной трассы от устройства, местоположение которого не определяется, для определения местоположения неизвестного устройства.

В блоке 104 можно измерить или записать в приемнике время прибытия импульса или импульсов. Время прибытия импульсов можно определить посредством взаимной корреляции или иных методов.

В блоке 106 может быть сгенерирован набор гипотетических соответствий посредством сопоставления каждого принятого импульса с возможной трассой передачи между передатчиком и приемником. Каждое гипотетическое соответствие может представлять собой гипотезу о том, что принятый импульс был передан через сопоставленную трассу передачи. Если время передачи импульса неизвестно, может быть сгенерирован другой набор гипотез для каждого гипотетического времени и трассы передачи. Пример способа для генерации гипотетических соответствий более подробно описан ниже со ссылкой на фиг.7. Если говорить кратко, можно определить все возможные трассы передачи от передатчика к приемнику, включая отклонения, отражения или рассеяние импульса сигнала от любых рассеивающих центров, которые могут оказаться на трассе передачи. Все сочетания трасс передачи могут быть сгруппированы в наборы элементов (трасс) на основе числа принятых импульсов. Затем может быть установлено однозначное соответствие между каждым набором элементов или трасс передачи с принятым импульсом. Принятый импульс может быть гипотетически сопоставлен с множеством возможных трасс передачи. Затем может быть определено наилучшее или оптимальное соответствие между каждым принятым импульсом и возможной трассой передачи.

Трасса передачи может быть определена как упорядоченный набор, состоящий из передатчика, нулевого или большего числа рассеивающих центров и приемника. Трассы передачи по прямой видимости (LOS) не имеют рассеивающих центров на трассе. Трассы передачи не по прямой видимости (NLOS) имеют один или несколько рассеивающих центров на трассе. Передатчики, приемники и рассеивающие центры могут быть определены как узлы на трассе передачи. Способ 100 или алгоритм предполагает, что географическое местоположение каждого узла известно до начала работы, за исключением одного устройства связи (передатчик или приемник в зависимости от ситуации), местоположение которого нужно определить. Способ 100 или алгоритм также предполагает, что любая задержка на распространение, присущая каждому узлу, и любая задержка на звеньях между каждым узлом известны, за исключением последнего звена, которое заканчивается на устройстве связи, местоположение которого нужно определить. Рассеивающий центр может быть любой структурой, которая может находиться на трассе передачи между передатчиком и приемником.

Если обратиться также к фиг.2 и 3, то фиг.2 служит иллюстрацией примеров трасс 200 передачи для определения местоположения устройства связи в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. В примере на фиг.2 может быть неизвестно местоположение передатчика (Т). Примерные трассы 200 передачи могут включать в себя прямую трассу передачи или трассу 202 передачи LOS от приемника (R) к передатчику (Т). Трасса передачи T-S1-R 204 идет от передатчика, отражается или рассеивается на рассеивающем центре S1 и затем приходит в приемник. Трасса передачи T-S2-R 206 идет от передатчика, отражается или рассеивается от рассеивающего центра S2 и затем приходит в приемник. Возможны также трассы передачи с двукратными отражениями, которые на фиг.2 не показаны, такие как T-S1-S2-R или T-S2-S1-R. Как описано выше, эти трассы передачи с одним или несколькими рассеивающими центрами (S1 и S2) можно называть трассами передачи NLOS.

На фиг.3 показаны импульсы сигнала, принятые приемником (R), которые могут гипотетически соответствовать каждой из примерных трасс 200 передачи на фиг.2. Фиг.3 также иллюстрирует измерение или определение времени прибытия для каждого импульса, как в блоке 104. В блоке 108 для каждого принятого импульса может быть определено геометрическое место возможных местоположений устройства связи (передатчика или приемника, в зависимости от того, местоположение какого устройства определяется) с использованием гипотетического соответствия или соответствий, включающих в себя возможные трассы передачи, по которым может следовать каждый импульс. Если устройство связи, местоположение которого нужно определить, является передатчиком, геометрические места возможных местоположений устройства связи могут включать в себя окружность с центром в приемнике для гипотетического соответствия, связанного с определенным принятым импульсом, которое включает в себя путь передачи LOS, и окружность с центром в каждом первом рассеивающем центре, считая от передатчика, для каждого гипотетического совпадения, связанного с определенным принятым импульсом, которое включает в себя трассу передачи NLOS. Если устройство связи, местоположение которого нужно определить, является приемником, геометрические места возможных местоположений устройства связи могут включать в себя окружность с центром в передатчике для каждого гипотетического соответствия, связанного с определенным принятым импульсом, которое включает в себя трассу передачи LOS, и окружность с центром в каждом последнем рассеивающем центре перед приемником для каждого гипотетического соответствия, связанного со определенным принятым импульсом, которое включает в себя трассу передачи NLOS.

Если обратиться также к фиг.4А-4С, то фиг.4А-4С иллюстрируют примеры геометрических мест 400-404 возможных местоположений устройства связи, полученных с использованием гипотетического соответствия между каждым принятым импульсом и трассой передачи, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Частный пример, приведенный на фиг.4А-4С, относится к определению местоположения передатчика (Т) на фиг.2. Соответственно, возможные местоположения устройства связи или передатчика (Т) для гипотетического соответствия, включающего в себя трассу передачи T-R, дают геометрическое место 400, определенное окружностью 406 с центром в приемнике (R). Возможные местоположения передатчика (Т) для гипотетического соответствия или гипотезы, включающей в себя трассу передачи T-S1-R, дают геометрическое место 402, определяемое окружностью 408 с центром в рассеивающем центре S1. Возможные местоположения передатчика (Т) для гипотетической трассы передачи T-S2-R дают геометрическое место 404, определяемое кругом 410 с центром в рассеивающем центре S2.

Радиус каждой окружности 406, 408 и 410 может быть определен посредством следующих вычислений для каждой трассы передачи:

a) вычисление времени распространения от первого рассеивающего центра на трассе приемнику:

t1 = (длина трассы / скорость распространения) + временная задержка рассеивающих центров;

b) вычисление полного времени распространения:

t2 = время приема соответствующего импульса;

c) вычисление времени распространения на первом звене (от передатчика к первому рассеивающему центру):

t3=t2-t1 - временные задержки в приемнике;

d) вычисление отрезка трассы первого звена:

R=t3 * скорость распространения;

e) поиск местоположения возможных местоположений передатчика:

геометрическое место возможных местоположений - окружность радиуса R с центром в первом рассеивающем центре на трассе передачи.

Аналогичная совокупность вычислений может быть выполнена при определении или оценке местоположения приемника. Может быть вычислено время распространения от известного местоположения передатчика до последнего рассеивающего центра перед приемником. Затем можно определить время распространения от последнего рассеивающего центра до приемника по разнице между полным временем распространения и временем распространения от передатчика до последнего рассеивающего центра минус любые задержки распространения в приемнике. Геометрическое место возможных местоположений приемника может в этом случае представлять собой окружность с центром в последнем рассеивающем центре с радиусом, соответствующим отрезку трассы от последнего рассеивающего центра до приемника. Длину отрезка трассы можно вычислить, умножив время распространения от последнего рассеивающего центра до приемника на скорость распространения.

В блоке 110 предполагаемое местоположение или местоположения передатчика или приемника, в зависимости от того, местоположение какого устройства нужно определить, может быть определено как пересечение геометрических мест для каждого принятого импульса. Иными словами, если определяется местоположение передатчика, предполагаемое местоположение устройства связи может быть пересечением окружностей для каждого соответствующего принятого импульса с центром в первых рассеивающих импульсах, считая от передатчика, и окружности с центром в приемнике для принятого импульса или гипотетического соответствия, включающего в себя трассу передачи LOS. Если определяется местоположение приемника, предполагаемое местоположение или местоположения могут быть пересечением окружностей для каждого соответствующего принятого импульса с центром в последних рассеивающих центрах перед приемником и окружности с центром в передатчике для гипотетического соответствия, включающего трассу передачи LOS.

Обратимся также к фиг.4D, на которой приведен пример оценки местоположения устройства связи на основе пересечения геометрических мест 412 возможных местоположений в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Фиг.4D является продолжением того же примера, что приведен на фиг.2 и фиг.4А-4С. Предполагаемое местоположение устройства связи или передатчика (Т) в данном примере представляет собой пересечение 414.

В блоке 112 может быть погрешность пересечения посредством задания набора контрольных точек на одном из круговых геометрических мест. Для каждой контрольной точки эта точка может быть подставлена в каждое из остальных геометрических мест, и для каждой подстановки вычисляется остаточная погрешность. Погрешность пересечения в каждой контрольной точке может быть определена как сумма остаточных погрешностей от каждого геометрического места в блоке 110. Возможным местоположением устройства связи может быть выбрана контрольная точка с минимальной суммой остаточных погрешностей. Погрешность пересечения для этого набора геометрических мест - это погрешность пересечения, соответствующая предполагаемому местоположению устройства связи. Фиг.5 иллюстрирует пример определения остаточной погрешности для предполагаемого местоположения устройства связи в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. На фиг.5 приведен график зависимости остаточной погрешности от индекса точки на геометрическом месте. По вертикальной оси отложена сумма остаточных погрешностей на всех других геометрических местах, а по горизонтальной оси отложен индекс точки на геометрическом месте 0. Пример способа определения погрешности пересечения для каждой оценки местоположения устройства связи более подробно описан ниже со ссылкой на фиг.9.

В блоке 114 может быть определено, требуется ли оценивать местоположение для другого гипотетического времени передачи. Как говорилось выше, если времена передачи импульсов неизвестны, могут быть выдвинуты дополнительные гипотезы для возможных времен передачи и трасс передачи. Если имеется дополнительное гипотетическое время передачи, которое подлежит применению, выполнение способа 100 может вернуться к блоку 106, и способ 100 может далее выполняться так, как описано выше. Если дополнительные гипотетические времена передачи отсутствуют, выполнение способа 100 может перейти к блоку 116.

В блоке 116 может быть определено, требуются ли новые гипотетические соответствия между принятыми импульсами и трассами передачи. Если новые гипотетические соответствия между принятыми импульсами и трассами передачи требуются, выполнение способа 100 может вернуться к блоку 106, и выполнение способа 100 может осуществляться так, как описано выше. Если новое гипотетическое соответствие между принятым импульсом и трассой передачи не требуется в блоке 116, выполнение способа 100 может перейти к блоку 118.

В блоке 118 может быть выбрана наилучшая или оптимальная оценка местоположения для устройства связи (передатчика или приемника) в качестве оценки возможного местоположения устройства связи с наименьшей погрешностью 120 пересечения.

На фиг.6А-6K приведен пример определения предполагаемого местоположения устройства связи, когда время передачи импульса неизвестно, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Может быть определено пересечение геометрических мест 600 для каждой гипотетической трассы передачи для каждого импульса и каждого гипотетического времени 602 передачи импульса (t₀=-1,0; t₀=-0,5; t₀=0,0 и т.д.) (как в блоке 110 на фиг.1), что на графиках 604-612 приведено как предполагаемое местоположение для устройства связи. Погрешность пересечения для каждой оценки местоположения устройства связи на графиках 604-612 может быть определена способом, аналогичным описанному в отношении блока 112 на фиг.1. График погрешностей пересечения для каждой из соответствующих оценок местоположения устройства связи, приведенных на графиках 604-612, изображен на графиках 614-622. Каждый из графиков 614-622 соответствует соответственно предполагаемым местоположениям, приведенным на графиках 604-612. Графики 614-622 представляют собой зависимости остаточной погрешности от индекса точки. По вертикальной оси отложена сумма остаточных погрешностей на всех других геометрических местах, а по горизонтальной оси отложен индекс точки на геометрическом месте 0. В качестве лучшей или оптимальной оценки местоположения устройства связи может быть выбрана оценка местоположения с самой низкой погрешностью пересечения (определенной в блоке 118 на фиг.1), которая приведена на графике 624 на фиг.6K. График 624 является графиком зависимости минимальных остаточных погрешностей (вертикальная ось) от времени передачи импульса (t₀) 602 (горизонтальная ось) для каждой суммы остаточных погрешностей, приведенных на графиках 614-622. Как следует из графика 624, оптимальная или наилучшая оценка местоположения устройства связи дается пересечением окружностей или геометрических мест на графике 608 в примере, изображенном на фиг.6A-6K.

На фиг.7 приведена блок-схема последовательности операций для примера способа 700 генерации возможных гипотетических трасс передачи для каждого принятого импульса и времени передачи импульса в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Способ 700 можно применять в блоке 106 способа 100 на фиг.1. В блоке 702 возможные трассы передачи от передатчика (Т) к приемнику (R) включают в себя все сочетания для отражений и рассеяния от любых рассеивающих центров (S_M). Пример определения возможных трасс 800 приведен на фиг.8А-8С. Возможные трассы 800 передачи могут включать в себя прямую трассу T-R 802, одно отражение от каждого рассеивающего центра S_M, T-S_J-R 804, T-S_M-R 806, двойное отражение T-S_J-S_M-R 808 или T-S_M-S_J-R 810. Общее число возможных трасс для М рассеивающих центров может быть представлено уравнением 1:

где N_трасс - число трасс, а K - максимальное число отражений на трассе.

Гипотеза может включать в себя время передачи t₀ и N_{импульсов} пар из импульсов и трасс передачи. Трасса передачи может определяться или задаваться значением Трасса_j, где j - целое число между 1 и N_трасс. Импульс может определяться значением Импульс_i, где i - целое число между 1 и N_{импульс}. Соединение импульса Импульс_i и трассы Трасса_j в пару может обозначаться как (Импульс_i, Трасса_j). Это соединение может представить гипотезу, что Импульс_i является результатом сигнала, проходящего по трассе Трасса_j.

Только одна гипотеза может включать в себя время передачи t₀ и N_{импульсов} пар (импульс, трасса). Каждая пара (импульс, трасс) может иметь неповторяющийся импульс, так чтобы гипотеза включала в себя одну трассу для каждого импульса. Например, если имеется 3 принятых импульса и 10 возможных трасс, то набор пар для гипотезы мог бы быть таким: (Импульс₁, Трасса₁₀), (Импульс₂, Трасса₁), (Импульс₃, Трасса₄).

В блоке 704 могут быть определены все перестановки N_тpaсс трасс передачи и сгруппированы в наборы элементов (трасс) на основе числа принятых импульсов (N_{импульсов}). Числом перестановок N_тpacc трасс за один раз дается выражением: М=N_тpacc!/(N_тpacc-N_{импульсов})!

Число гипотез N_h может быть получено умножением числа времен передачи N_tt на число перестановок трасс М. В блоке 706 каждый набор элементов (трасс) может быть связан или сопоставлен с уникальным импульсом для каждой перестановки. В блоке 708 может быть получено гипотетическое соответствие для каждой перестановки для каждого времени передачи или гипотетического времени передачи, если время передачи неизвестно. Этот способ может быть обобщен на случай применения более одного приемника. В этом случае способ создания трасс передачи может быть применен циклически для получения еще одного набора трасс передачи для каждого приемника.

На фиг.9 приведена блок-схема последовательности операций для примера способа 900 выбора наилучшей или оптимальной оценки местоположения для устройства связи посредством вычисления остаточной погрешности для каждой оценки местоположения в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Способ 900 может применяться для выполнения операций в модуле или блоке 112 на фиг.1. В блоке 902 может быть выбрано одно из геометрических мест возможных местоположений устройства связи (передатчика или приемника). В блоке 904 геометрические места могут быть аппроксимированы набором отдельных точек (x_i,y_i).

В блоке 906 каждая отдельная точка может быть циклически подставлена в другие геометрические места для каждого возможного местоположения устройства связи. Каждая отдельная точка может быть подставлена в математическое представление для других геометрических мест (k) для каждого возможного местоположения устройства связи.

В блоке 908 может быть определена остаточная погрешность для каждой отдельной точки в геометрических местах (k) для каждого другого возможного местоположения устройства связи. (Погрешность_i,k=(x_i-x_k)²+(y₁-y_k)²-(r_k)²). Где r_k - радиус геометрических мест (k). В блоке 910 может быть определена сумма квадратов остаточных погрешностей для каждой отдельной точки (Погрешность_i=Σ_k|Погрешность_i,k|²).

В блоке 911 может быть определено, были ли выбраны все геометрические места возможных положений устройства связи. Если не все, может быть выбрано геометрическое место для другого из возможных местоположений устройства связи, и выполнение способа 900 может вернуться к блоку 904. Затем способ может выполняться так, как описано выше. Если выбраны все геометрические места возможных местоположений устройства связи, выполнение способа 900 может перейти к блоку 914.

В блоке 914 может быть выбрано возможное местоположение устройства связи в отдельной точке с минимальной суммой остаточных погрешностей. Минимальная сумма остаточных погрешностей может использоваться д