基于卫星的定位方法和系统的制作方法_3

文档序号:9615443阅读:来源:国知局
数据的采集,确定基站的GPS地理位置信息,并将采集成功的GPS地理位置信息上传至控制中心的数据库进行保存。在非首次使用的情况下,可每隔一点时间段定期进行GPS定位,确定基站的GPS地理位置信息,并上传至控制中心,与数据库中存储的GPS地理位置信息进行比对和更新。
[0070]此外,在使用时,控制中心还可以检测及控制基站的监测接收机正常开机、环境监测项目正常(例如温湿度、无线电干扰等)、环境指标正常等,具体的检测和控制方式可以采用目前已有的方式进行,在此不再详加赘述。
[0071]控制中心可以向移动端发送开启定位请求,移动端在接收到该开启定位请求后,可以测试移动端的开机状态是否良好、监测通信频段是否可用、是否没有同频、邻频和互调等干扰,并设置监测频宽并实时监测,在达到开机状态良好、通信频段可用、无同频、邻频和互调等干扰的理想状态下,可打开或者开启定位请求。
[0072]在上述前期准备工作完毕后,在打开定位情况的情况下,各移动端采用指定频率电波发送信号,即发出指定频率无线电波,各基站接收机接收到该信号之后,向控制中心发送接收到移动端采用指定频率电波发送的信号时发送的第二报告信息,该第二报告信息中包括所述指定频率、场强以及基站的识别信息。由控制中心根据各基站的第二报告信息,采用城市无线电波传播模型进行分析,建立所述无线电波场强分布态势图。具体的城市无线电波传播模型、以及基于城市无线电波传播模型进行分析建立无线电波场强分布态势图的具体实现方式,可以是采用目前已有以及以后可能出现的任何方式进行。
[0073]通过让各移动端开始定位之后,多次主动发射指定频率的无线电波,由城市各个角落的基站的无线电接收机来接收,所接扫描收到的数据必定有频率和场强数据,通过整理场强数据和基站接收机所在的GPS地理位置信息,采用城市无线电波传播模型进行分析,利用电子地图的开发,可以在控制中心的电子地图上建立和渲染出整个城市区域的无线电波场强分布态势图。
[0074]在打开定位情况的情况下,移动端发出定位请求信号,搜索附近的基站的监测接收机。
[0075]基站的监测接收机接收到移动端发送的定位请求信号后,向控制中心发送接收到移动端的定位请求信号的第一报告信息,该第一报告信息包括所述移动端的识别信息、所述定位请求信号的发送时间、接收到所述定位请求信号的接收时间、以及当前基站的识别信息。这里的基站的识别信息可以是基站的接收机序号等信息。
[0076]控制中心接收到基站的第一报告信息后,在控制中心的本地数据库检索与所述当前基站的识别信息对应的GPS地理位置信息。在检索到与所述标识信息对应的GPS地理位置信息,且该GPS地理位置信息保存完整,则将该基站以图表的形式在显示界面上标识和显不ο
[0077]如果在本地数据库没有检索到与所述当前基站的识别信息对应的GPS地理位置信息,或者检索得到的GPS地理位置信息信息内容不完整(例如只保存有基站的识别信息,没有对应的GPS地理位置信息等等),则向对应的基站发送卫星定位指令。
[0078]基站接收到控制中心发送的卫星定位指令后,根据该卫星定位指令进行卫星定位,得到该基站的GPS地理位置信息,并将得到的该基站的GPS地理位置信息发送给控制中心。由控制中心将该基站的GPS地理位置信息存储到数据库,同时基于该GPS地理位置信息,将该基站以图表的形式在显示界面上标识和显示。
[0079]控制中心在显示各基站的图标及基站的数量时,结合各基站的GPS地理位置信息,尽量控制各基站的方位布置情况,尽量保持在各个方位都存在基站的监测站,而不是监测站大量集中在同一个方位,以避免降低定位精度。
[0080]随后,控制中心结合接收到的针对所述移动端的各基站的第一报告信息,根据接收到所述移动端的定位请求信号的各基站的GPS地理位置信息、移动端发送定位请求信号的发送时间、各第一报告信息中的各基站接收到给定位请求信号的接收时间等数据,进行定位计算处理确定所述移动端的定位位置。
[0081]在进行定位计算处理时,可以采用任何可能的方式进行。在本发明的一个具体示例中,可以基于TD0A(到达时间差)概率定位算法进行计算,给出最大可信概率点,并将计算结果的最大可信概率点确定为移动端的定位位置,并将该定位位置在控制中心的电子地图的显示界面上进行显示,并将该定位位置发送给移动端,由移动端将该定位位置在电子地图上进行显示。具体的基于TD0A概率定位算法来确定定位位置的方式可以采用目前已有的任何方式进行,基于TD0A概率定位算法,最大概率定位点一般多出现在各监测站TD0A定位曲线交汇最为密集的地方,例如图1中的Ρ点所示。
[0082]另外,控制中心在接收到各基站的第一报告信息且确定了各基站的GPS地理位置信息之后,还可以进一步确定接收到所述移动端的定位请求信息的基站的数目是否小于预设基站数目阈值,以及接收到所述移动端的定位请求信号的各基站是否处于无线电波场强分布态势图中的态势弱区域,只要满足这两个条件中的任何一个,就可以判定需要对移动端的发射功率进行调整,从而向移动端发送功率增大指令。具体的预设基站数目阈值,可以基于实际需要进行设定,例如3个。
[0083]移动端接收到该功率增大指令,根据发射功率增大指令增大发射功率后,重新发送定位请求信号,重复执行上述过程。具体的增大发射功率的幅度,可以基于实际需要来设定,可以是由控制中心指定,也可以是由移动端自主确定,例如每次增加固定的发射功率幅度,或者是增加指定百分比的发射功率等等,本发明实施例对此不做具体限定。
[0084]这是考虑到,在具体进行定位时,让移动端发动定位请求信号的目的是可以让更多的基站接收机接收到。然而,由于地形复杂、地物阻挡等因素,也许只有附近的很少的几个基站能收到,基站太少可能无法达到使用TD0A概率定位算法的定位精度要求,因此,可以通过对已经接收到移动端的定位请求信号的基站的数目进行分析,或者是这些基站的是否处于城市的无线电波场强态势比较弱的区域进行分析,如果数目较少或者是处于无线电波场强态势比较弱的区域,通过增大移动端的无线电发射功率,可以达到让更多基站接收到的目的,以提尚定位精度。
[0085]基于如上所述的本发明各示例的基于卫星的定位方法,被定位端(移动端)无需使用任何GPS定位模块,只需在基站上安装通信及GPS定位模块,通过卫星定位基站位置,以及通过结合基站位置对移动端进行TD0A概率定位的方法,就可以达到对移动端进行定位的目的。由于基站数量有限且位置不变,通过借助于密集基站分布,减少了被定位端与卫星定位互联的次数,降低了对卫星通信信号状况的依赖,从而达到了降低成本的目的,可扩展性也大大提尚。
[0086]而且,本发明实施例方案将最主要的定位过程移植到地面,大大降低了对卫星资源的使用要求,缓解了目前卫星资源使用紧张的状态。而且,通过模拟城市区域地形状况,使用超短波仿真城市无线电波传播模型的方式进行仿真定位,解决了卫星定位过分依赖网络通信状况造成的延迟、阻滞等现象。
[0087]此外,本发明实施例方案可较佳地应用于基站密集型的城郊区域,目前城郊基站密集,通过充分考虑及模拟地面地形地物等的分布,使用城市无线电波传播模型对信号强弱进行分析,可以为信号差的地区提供定位参考,提高了定位精度。而且,由于是基于密集型基站进行定位,定位结果是在大量数据采集和处理的基础上完成的,可信度高。
[0088]基于与上述基于卫星的定位方法相同的思想,本发明实施例还提供一种基于卫星的定位系统。本发明实施例系统涉及多端的通信过程,包括被定位的移动端、设置在基站的基站检测端以及设置在控制中心的控制中心端。本发明实施例的基于卫星的定位系统,可以包括设置在被定位设备的移动端、设置在基站的基站检测端、设置在控制中心的控制中心端中的任意一个或者任意的组合。
[0089]图5中示出了一个实施例中本发明的基于卫星的定位系统的结构示意图,出于方便说明的目的,图5所示中是以同时包括了移动端51、基站检测端52和控制中心端53为例进行说明,这种示例性说明并不用以对本发明方案构成限定。
[0090]如图5所示,本实施例中的基站检测端52包括:
[0091]信息接收模块521,用于接收移动端发送的定位请求信号,该定位请求信号中包括发送该定位请求信号的发送时间;
[0092]信息报告模块522,用于根据所述定位请求信号向控制中心发送接收到移动端的定位请求信号的第一报告信息,该第一报告信息包括所述移动端的识别信息、所述发送时间、接收到所述定位请求信号的接收时间、当前基站的识别信息,由所述控制中心根据接收的各基站的第一报
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