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摘要：本发明属于无线定位技术领域，具体为一种基于单射频链路的远距离无线电车辆定位方法。本发明方法包括以下步骤：采用基于AOA原理的异步天线阵列定位系统接收LoRa信号，对目标进行CFO估计，以及对车辆进行粗略定位；基于AOA测量的角度结果对接收到的LoRa信号进行修正，并且实时解码出准确的车辆加速度以及偏航角信息；基于卡尔曼滤波原理，对AOA计算出的定位结果与IMU测量的加速度信息进行数据融合，从而完成精确的车辆定位。

主权项：1.一种基于单射频链路的远距离无线电车辆定位方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤S1，采用基于AOA原理的异步天线阵列定位系统接收LoRa信号，对目标进行CFO估计，以及对车辆进行粗略定位；步骤S2，基于AOA测量的角度结果对接收到的LoRa信号进行修正，并且实时解码出准确的车辆加速度以及偏航角信息；步骤S3，基于卡尔曼滤波原理，对AOA计算出的定位结果与IMU测量的加速度信息进行数据融合，从而完成精确的车辆定位；步骤S1中：所述异步天线阵列定位系统接收LoRa信号，包括通过检测其前导码长度，以判断是否接收到LoRa信号数据包；由于前导码由有限个相同啁啾符号组成，在前导码时间内不同天线接收到的啁啾信号用于进行CFO估计；所述对目标进行CFO估计，分为两步：首先进行LoRa信号数据包包内符号CFO粗略估计，即利用LoRa前导码序列进行计算，经过多次求解CFO求平均值作为粗略估计；再通过不断调整发射器的载波频率，缩小发射机和接收机之间的载波频率差距；然后利用第0根天线即主天线连续接收到的两个符号进行CFO校准，由于可以测得前导码序列开始时刻，因此得到相邻数据包的准确时间间隔，进一步通过极大似然估计法，即可准确获得CFO值；所述对车辆进行粗略定位，是根据异步天线阵列定位系统，采用三角定位法，以至少两个节点的到达角估计结果，粗略地进行车辆位置确定，当节点数大于2时，定位结果由每两个不同节点计算后取平均值得出；所述利用第0根天线即主天线连续接收到的两个符号进行CFO校准，具体为，异步天线阵列基于特定天线切换模式构建虚拟同步天线阵列；所述天线切换模式为：x0,x0,x1,x0,x0,x2,…,x0,x0,xn-1；1其中，每次切换时起始天线为异步天线阵列的第0根天线；相邻天线切换时，天线接收到的信号相位差来源有两方面：第一部分为异步天线阵列间不同天线与发射端路径的微小差异，产生的相位差为第二部分是由CFO产生的相位差在准确计算出AOA以及位置信息前，先计算出CFO产生的相位差的值；信号相位差由下式给出： 式中，i表示天线编号，ΔfCFO表示第i根天线与i-1根天线的CFO值，T表示两根天线接收到数据包的时间间隔，d表示异步天线阵列中相邻天线间距，θ为AOA值，λ表示信号波长，mod表示取余操作；当获得较为准确的CFO估计值后，即可通过MUSIC算法进行AOA估计，通过多轮测试，选出各轮次合理结果求平均即为AOA估计值；步骤S2中：所述对接收到的LoRa信号进行修正，是指利用相邻天线接收到的LoRa信号相位差进行修正；相位差计算由下式给出： 式中，π为圆周率，λ为LoRa信号波长，Δs表示天线a接收信号与相邻天线b接收信号存在传播路径差，表达式如下：Δs＝d·sinθ，4式中，d为天线阵列各天线间距，且其数值应为LoRa信号波长的一半，θ为步骤S1中所得到达角估计结果；对不同天线接收的信号进行相位补偿，消除由传播路径差带来的相位差异，保证所有天线在同一时刻接收到的LoRa信号具有相同的相位，用于后续解调解码运算；所述解码出准确的车辆加速度以及偏航角信息，是指将已经进行相位补偿的LoRa信号输入到LoRa解码器中，通过解调解码操作获得信号中存储的车辆加速度信息以及偏航角信息；车辆加速度和偏航角信息由车辆上安装的传感器测量输出，并通过LoRa信号传输；其中，偏航角信息用于将车辆加速度分解到平面直角坐标系的坐标轴上，以便数据融合；步骤S3中：所述数据融合采用卡尔曼滤波方法，分别在平面直角坐标系的两个坐标轴上进行融合，最终位置结果由矢量相加得出。

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