1.一种基于到达时间差和到达方向的非视距环境下的单站定位方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、在定位场景中，共有N条不同的非视距(Non‑Line‑of‑Sight,NLOS)路径。其中，第j条路径(0≤j≤N)的角度信息包括方位角θj(从x轴正方向逆时针测量)和仰角φj(从z轴T T正方向测量)。基站部署于L0＝[xB,yB,zB] ，目标位置为[x,y,z]。第j条NLOS路径对应的反射面方程Sj为ajx+bjy+cjz+dj＝0(j＝1,2,...,N)；

步骤二、根据反射面方程和NLOS路径的角度信息求得虚拟站(Virtual Station,VS)和对应反射点位置；

步骤三、根据虚拟基站和反射点的位置对目标位置进行粗估计。由虚拟站和与之对应的反射点位置，可建立N条两点式空间直线方程：其中， 为这些直线上的任意点，这些直线将有N(N‑1)/2个伪交点，伪交点定义为两条异面直线上距离最近的两点的中点。将求得的伪交点进行近邻传播(Affinity Propagation,AP)聚类来排除奇异值点。假设聚类结果中的最大簇中有K个点，对应位置为取聚类结果中的最大簇中的点作为目标位置粗估计的结果；

步骤四、建立基于到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)与到达方向(Direction of Arrival,DOA)联合定位方程。假设第j条NLOS路径信号的飞行距离为：T

其中，[xj,yj,zj]为第j条NLOS路径的反射点位置。

将第N条NLOS路径与其他NLOS路径分别进行差分运算，从而建立TDOA方程组：lN‑lj＝c(τN‑τj),j＝1,2,...,N‑1其中，τj为第j条NLOS路径的到达时间(Time of Arrival,TOA)，τN为第N条NLOS路径的TOA。

对应的误差函数定义为：

e(x,y,z)＝(lN‑lj)‑c(τN‑τj),j＝1,2,...,N‑1根据目标位置粗估计结果，可以建立另外一组误差函数：联合定位方程建立为：

步骤五、使用粒子群(Particle Swarm optimization,PSO)算法来对定位方程进行求解得到目标的估计位置。取目标位置粗估计结果 中对应于各个坐标的最大值和最小值作为粒子群算法中对应的粒子产生的上界和下界。为了增大容错，以x轴坐标为例，其粒子产生对应的上界和下界分别表示为：其中，err为容错值(是正常数)；

步骤六、利用接收到的M次快拍信号，重复步骤二到步骤五得到M次目标位置估计结果。

对这M次估计结果进行单簇的K‑均值(K‑means)聚类，取聚类中心作为目标的最终定位结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于TDOA和DOA的NLOS环境下的单站定位方法，其特征在于所述步骤二包括以下步骤：步骤二、根据反射面方程和求得虚拟站和对应反射点位置坐标。具体包括以下步骤：步骤二(一)、反射面Sj：ajx+bjy+cjz+dj＝0的法向量为 通过基站且垂直于该平面的直线的参数方程可表示为：x＝ajvj+xB,y＝bjvj+yB,z＝cjvj+zB带入平面方程Sj可得：

2 2 2

(aj+bj+cj)vj+ajxB+bjyB+cjzB+dj＝0从而可得：

T

基站关于第j个反射面的对称点为Lj＝[xBj,yBj,zBj] ，该对称点即为基站关于第j个反射面的虚拟站VSj。过基站且垂直于第j个反射面的直线与第j个反射面的交点为[ajvj+xB,Tbjvj+yB,cjvj+zB]，该交点为基站与VSj两点的中点，同时存在以下关系：T T

[ajvj+xB,bjvj+yB,cjvj+zB]＝[(xB+xBj)/2,(yB+yBj)/2,(zB+zBj)/2)]从而可以求得：

T

Lj＝L0+2vj[aj,bj,cj]

T

步骤二(二)、对应于第j条NLOS路径的反射点位置[xj,yj,zj] ，可以由以下几何关系方程联立求得：