专利名称：在云端服务器实现混合定位的系统与方法
技术领域：
本发明涉及决定行动装置位置的系统与方法，更具体而言，涉及使用全球定位系统、蜂巢网络系统和WiFi网络系统的混合定位系统与方法。
背景技术：
近年来，随着多样化类型的以位置为基础的服务(Location-based services, LBS)呈现高度性发展，无线定位技术受到相关领域的注意与重视。定位技术所需测量的讯号，可以是全球卫星定位(GlcAal Positioning SyStem，GPS)讯号、无线网络系统的參考讯号、或是其它系统的辅助定位讯号。因讯号测量的内容不同，而有不同的定位方式，目前相关领域中多祥化的定位技术被广泛的提出。在以卫星为基础(satellite-based)的定位系统中，GPS是最为大众所熟知并广泛应用于各种领域的定位系统。GPS是透过布设于太空中的M个卫星全天候向地面传送定位讯号，行动装置仅需配置适当的接收设备即可在全球任一地点任何时间接收定位讯号并进行三维空间位置解算。GPS主要是针对室外环境提供经纬度坐标定位服务，定位精确度高，其位置信息只有约十公尺的误差。然而，由于GPS卫星所发射的定位讯号会受建筑物的遮蔽，因此，在室内并无法使用这项技木。此外，在都市区的狭窄都市街道或天候条件差的情况下，GPS定位精确度会有相当程度的降低。在以陆地无线电为基础(terrestrial radio-based)的定位系统中，代表性的定位系统是蜂巢网络(cellular network)与无线局域网络(wireless local area network) 定位系统。蜂巢网络定位系统最基本的定位技术，是利用蜂巢细胞基地台(cell tower)，即基地台的細胞全局识别(Cell Global Identity, CGI)码，实现ニ维空间位置解算。优点为不需复杂解算量，在室内也能使用这项技木，其缺点为，定位精确度直接取决于細胞基地台涵盖的范围，从都市区到郊区，其位置信息约从几百公尺到几十公里的误差。蜂巢网络定位系统另ー个简单实用的定位技术，是利用行动装置接收来自基地台的信号功率強度，即接收信号強度(Received Signal Mrength，RSS)，实现ニ维空间位置解算。定位方法是利用三个或以上所接收到的RSS值，以三角定位算法解算行动装置的位置，其缺点为，由于非直视效应(non-line of sight effect)和遮蔽衰落(shadow fading)的影响，RSS值的测量误差导致三角定位算法无法解算或解算出极大的定位误差值。另外，在郊区或丘陵环境，蜂巢细胞基地台的布设较少，听取三个或以上基地台的能力也是主要瓶颈。无线局域网络定位系统实际上大都使用在室内环境提供位置信息。然而，随着无线存取点(Access Point, AP)快速普及以及行动手持装置如智能型手机内建WiFi功能的比例増加，该定位系统已由室内朝室外应用发展。換言之，该定位系统亦可在相当距离的室外环境提供位置信息。在无线局域网络定位系统中最广泛使用的定位技术，是利用行动装置接收来自无线AP的信号功率強度，即RSS，实现ニ维空间位置解算。不同于上述的蜂巢网络定位系统，其定位方法是利用数据库关联定位法。在脱机(off-line)阶段，首先针对定位环境训练点进行RSS值收集，再将RSS值与位置做关联建立ー个信号纹数据库(signalfingerprint database)。在联机(on-line)阶段，要求定位的行动装置首先回报所测量的RSS值，再将该RSS值与脱机阶段所建立之数据库利用邻近点演算进行比对，找出最有可能的位置，即为该行动装置位置。优点为定位精确度高，其缺点为，在脱机阶段必须反复去进行RSS值收集以符合RSS值与位置的关联性。在以陆地无线电为基础的定位系统中，除了上述的定位技术外，以测量时间讯号为基础的定位技术如到达时间(Time of Arrive,ToA)和到达时间差(TimeDifference of Arrive, TDoA)亦为广泛使用的方法。虽然拥有较佳的定位精准度，其最主要的缺点，是需要复杂位置解算量、高的讯号测量复杂度、高的额外硬设备成本以及需要更改行动装置之硬件架构。此外，在郊区或丘陵环境，为能实现位置解算，听取三个或以上基地台的能力也是主要问题。
发明内容
为能满足行动装置在不同环境中无缝(seamless)撷取以位置为基础的服务，本发明提出一种应用于行动装置的混合定位系统和方法。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下本发明中，在云端服务器实现混合定位的系统是以卫星和陆地无线电为基础的定位系统。该定位系统布设于具有复数个GPS卫星、复数个蜂巢细胞基地台，以及复数个WiFi AP的混合性无线网络。该定位系统包括一数据训练次系统、一位置解算次系统，以及一主数据库。数据训练次系统，包括行动训练装置和云端数据运算服务器，所述行动训练装置用于获取训练数据，且传送该等训练数据至该云端数据运算服务器，该数据运算服务器基于该等训练数据计算被检测存取点的一位置；定位解算次系统，包括行动装置和云端定位运算服务器，所述行动装置用于获取定位数据，且传送该等定位数据至该云端定位运算服务器，该定位运算服务器基于该等定位数据计算该装置的一位置；主数据库用于储存训练数据、纪录被计算的检测存取点的位置信息和状态。该主数据库包括一蜂巣次数据库和一混合次数据库。本发明实例中，数据训练次系统系架设于具有至少一行动训练装置和一云端数据运算服务器。该训练装置用于获取训练数据，该训练数据报括一 GPS位置坐标、复数个細胞基地台的CGI码參数和信号強度值，以及复数个WiFi AP的媒介访问控制(Medium Access Control，MAC)地址參数和信号強度值。基于获取到的该等训练数据，该训练装置执行数据的暂存、分类和加密。该等加密训练数据透过应用程序编程接ロ(application programming interface, API)传送至该云端数据运算服务器。于接收到该等加密训练数据之后，该云端服务器执行数据的解密、搜寻和融合(fusion)以及位置的估算。该位置系指細胞基地台和WiFiAP的位置。依据该云端服务器的融合数据，该主数据库进行数据的更新或储存，且记录位置信息状态。若该位置信息为一未知状态，则该云端服务器立即获取该主数据库的训练数据，执行位置计算。若该位置信息为一更新状态，则该云端服务器定期定时获取该主数据库的训练数据，执行位置计算。根据该云端服务器的位置解算结果，该主数据库进行位置信息的更新或储存，且记录位置信息为一已知状态。
本发明实例中，定位解算次系统系架设于具有至少一行动装置和一云端定位运算服务器。该行动装置用于获取定位数据，该定位数据可能包括一 GPS位置坐标、一服务细胞基地台的CGI码參数和信号強度值，以及/或一 WiFi链接AP的MAC地址參数和信号強度值。若GPS位置坐标为一存在状态，则该位置坐标储存至该行动装置的位置选择单元。该行动装置可依据检测到的細胞基地台和WiFi AP讯号来执行定位数据型态的区分。若未检测到WiFi AP讯号，该型态为蜂巢定位数据型态。若未检测到細胞基地台讯号，该型态为WiFi 定位数据型态。否则，该定位数据型态为混合型态。于该等定位数据加密之后，透过API传送至该云端定位运算服务器。于接收到该等加密定位数据之后，该云端服务器执行数据的解密和搜寻以及复数个位置的估算。该位置系指该行动装置的位置。取得的该等位置信息储存至该云端服务器的位置选择单元。本发明中，在云端服务器实现混合定位的方法可依据上述行动装置检测到的细胞基地台和WiFi AP讯号，由云端定位运算服务器提供复数个定位方法，包括一基地台 (CGI)定位法、一基地台辅助RSS(CGI-RSQ定位法、一 AP(MAC)定位法以及ー AP辅助 RSS(MAC-RSS)定位法。每ー定位法被赋予ー权值(priority)且提供一位置信息。根据该行动装置所定义的定位数据型态，该云端定位运算服务器选择对应的定位法，且储存该位置信息至该位置选择单元。该位置选择单元可从该复数个位置信息，选择一高权值的位置信息，回传至该行动装置。本发明实施中定位方法可依据该行动装置检测GPS讯号的存在状态，为该行动装置提供复数个位置信息。该行动装置的位置选择单元储存该等位置信息，且可从该等位置信息，选择一位置信息以确定该装置的一位置。本发明上述的方法是纯软件架构，可以透过程序代码布设于实体机器中。当机器加载程序代码且执行时，机器成为用以实行本发明的装置。
以下结合附图和具体实施方式
来进ー步说明本发明。
图1为本发明实施例中混合定位系统的ー简化模式示意图。图2为本发明实施例中混合定位系统的ー数据训练次系统示意图。图3为一流程图，显示依据本发明实施例中蜂巣型态训练数据架构的数据库搜寻、数据融合，以及位置估算。图4为一流程图，显示依据本发明实施例中混合型态训练数据架构的数据库搜寻、数据融合，以及位置估算。图5为本发明实施例中混合定位系统的一定位解算次系统示意图。图6为一流程图，显示依据本发明实施例中蜂巣定位数据型态架构的数据库搜寻和位置估算。图7为一流程图，显示依据本发明实施例中WiFi定位数据型态架构的数据库搜寻和位置估算。图8为一流程图，显示依据本发明实施例中混合定位数据型态架构的数据库搜寻和位置估算。图9为一流程图，显示依据本发明实施例的定位方法。
主要组件符号说明101、102、103 :GPS 卫星104、105、106 蜂巢细胞基地台107、108、109、110 :WiFi AP111 行动训练装置112:行动装置113:数据运算服务器114:定位运算服务器115:蜂巣次数据库116:混合次数据库201,501 接收单元202 资料缓存单元203 数据分类単元204、503 数据加密单元205 备份数据库206,505 蜂巢或WiFi无线网络207,506 数据解密单元208 数据融合单元209、210、507、508 位置解算单元210 主数据库502 定位分类单元504、509 位置选择单元301 312、401 412、601 609、701 709、801 803、901 913 步骤
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进ー步阐述本发明。图1所示为本发明实施例以卫星和陆地无线电为基础的定位系统的ー简化模式示意图。该定位系统包括复数个GPS卫星(101，102，103)、复数个細胞基地台(104，105， 106)、复数个WiFiAP (107，108，109，110)、一行动训练装置111如智能型手机或个人数字助理(PDA)、一行动装置112如移动电话、智能型手机、PDA、笔记本电脑或平板计算机、ー数据运算服务器113、一定位运算服务器114、一蜂巣次数据库115，以及ー混合次数据库116。其中GPS卫星全天候向地面传送定位讯号。每ー細胞基地台具有一公共控制频道 (common control channel，CCH)，其可以持续在蜂巢网络中广播其讯号来提供唯一 CGI码參数。每ー WiFi AP具有一 CCH，其可以持续在WiFi网络中广播其讯号来提供唯一 MAC地址參数。需注意的是，GPS卫星、細胞基地台和WiFi AP的数目并不限于图1所示的数目， 在不悖离本发明精神的前提下，于不同实施例中，该数目可以有所变化。图2所示为本发明实施例中数据训练次系统示意图。行动训练装置111配备ー接收单元201、一数据缓存単元202、一数据分类単元203、一数据加密単元204和ー备分数据库205。当该训练装置111进入该混合性网络之户外目标区域吋，透过该接收单元201可获取训练数据。该训练数据报括如下GPS位置坐标。透过该接收单元201内的GPS接收器(未显示)获取该装置的GPS 位置坐标。其工作原理大致如下检测到至少4个GPS卫星讯号的一存在状态，依据来自卫星的讯号测量ToA值以计算出位置坐标。細胞基地台的CGI码參数和信号強度值。透过该接收单元201检测到复数个細胞基地台(如图1中的104和105)讯号的一存在状态，依据细胞基地台的讯号可析取CGI码
參数以及測量信号強度值。WiFi AP的MAC地址參数和信号強度值。透过该接收单元201检测到复数个WiFi AP (如图1中的107和108)讯号的一存在状态，依据AP的讯号可析取MAC地址參数以及测
量信号強度值。如熟悉GPS技术之人所知，通常GPS位置坐标每一秒更新一次。因此，讯号检测的时间标签(time stamp)设为一秒。在一时间标签，透过该接收单元201可获取GPS位置坐标一次、可析取CGI码參数和測量信号强度值二次，以及可析取MAC地址參数和測量信号强度值四次。该数据缓存单元202储存该接收单元201所获取到、所析取到和所測量到的训练数据，且以批次方式将储存的该等训练数据传送至该数据分类单元203。传送ー批次数据的间隔时间标签设为三十秒。需注意的是，在本发明实施例中，设定的该时间标签和该次数并不限于上述之数目，在不悖离本发明精神的前提下，在不同实施例中，该数目可以有所变化。在接收到该等训练数据之后，该数据分类单元203执行数据的型态与类别区分。 在数据的型态，该等训练数据可区分为蜂巢型态和混合型态。所述蜂巢型态训练数据主要纪录GPS位置坐标、CGI码參数和信号強度值，该混合型态训练数据主要纪录GPS位置坐标、 CGI码參数、MAC地址參数和信号強度值。对于数据的类别，对同一 CGI码參数的该蜂巢型态训练数据可区分为服务类别和邻居类别，对同一 MAC地址參数的该混合型态训练数据可区分为链接类别和未连结类别。在链接蜂巣或WiFi无线网络206 (如图1中的104或108) 将该等训练数据透过API传送至该云端数据运算服务器113之前，数据加密単元204用于对该等数据执行压缩和加密，并传送该等加密训练数据至该备份数据库205储存。基于无线网络的传输特性，一旦该等加密训练数据传送失败，可自该备份数据库205取得该等加密训练数据来执行重传。在该云端数据运算服务器113接收到该等加密训练数据之后，数据解密単元207用于对该等数据执行解压缩和解密。依据该等解密训练数据，数据融合单元208检视数据的型态，接着，透过搜寻主数据库211来获取相应的数据库的训练数据，执行数据融合。在下述的图3至图4，主要用于描述数据库搜寻、数据融合，以及位置估算的步
づ水ο图3所示为ー蜂巣型态训练数据的架构。在该型态中，使用析取到的細胞基地台的CGI码參数为ー键值(key)，执行该蜂巣次数据库115的搜寻(步骤30 。其结果叙述于下1.如果CGI码參数为一存在状态(步骤30 。该数据融合単元208获取该次数据库115的训练数据(步骤304)、执行该次数据库训练数据和该蜂巢型态训练数据的融合、 回传该融合数据至该次数据库115(步骤30 。于接收到该融合数据之后，该次数据库115执行更新储存，且记录该细胞基地台的位置信息为一更新状态(步骤306)；2.如果CGI码參数为一未存在状态(步骤30 。该数据融合単元208直接将该蜂巣型态训练数据传送至该次数据库115(步骤307)。于接收到该训练数据之后，该次数据库115执行储存，且记录该細胞基地台的位置信息为一未知状态(步骤308)。3.该次数据库115检视该細胞基地台的位置信息状态。如果位置信息的纪录为一更新状态，则该次数据库115定期定时传送该细胞基地台的训练数据至位置解算单元 209 (步骤310)。如果位置信息的纪录为一未知状态，则该次数据库115立即传送该细胞基地台的训练数据至位置解算单元209(步骤309)。该位置解算单元209可依据该接收到的训练数据来建立群集，且使用RF信号群集算法(clustering algorithm)以执行位置估算 (步骤311)。该RF信号系指接收信号強度值。该位置解算单元209回传该估算到的細胞基地台位置至该次数据库115。在接收到该位置信息之后，该次数据库115执行储存，且记录该位置信息状态为一已知状态(步骤312)。图4所示为ー混合型态训练数据的架构。在该型态中，使用析取到的細胞基地台的CGI码參数为第一键值、WiFi AP的MAC地址參数为第二键值来执行该混合次数据库116 的搜寻(步骤402)。其结果叙述于下1.如果CGI码參数和MAC地址參数均为一存在状态(步骤403)。该数据融合单元208获取该次数据库116的训练数据(步骤404)、执行该次数据库训练数据和该混合型态训练数据的融合、回传该融合数据至该次数据库116(步骤40 。在接收到该融合数据之后，该次数据库116执行更新储存，且记录该WiFi AP的位置信息为一更新状态(步骤 406)；2.如果CGI码參数和MAC地址參数均为一未存在状态(步骤403)。该数据融合単元208直接将该混合型态训练数据传送至该次数据库116 (步骤407)。在接收到该训练数据之后，该次数据库116执行储存，且记录该WiFi AP的位置信息为一未知状态(步骤 408)。3.该次数据库116检视该WiFi AP的位置信息状态。取得该WiFi AP位置解算单元210的位置估算，其步骤如前所述(步骤409、410、411)。该位置解算单元210回传该估算到的WiFi AP位置至该次数据库116。在接收到该位置信息之后，该次数据库116执行储存，且记录该位置信息状态为一已知状态(步骤412)。值得注意的是，在本发明的实施例中，该混合次数据库116储存的训练数据，其一 MAC地址參数键值可对应复数个CGI码參数键值。该云端数据运算服务器113配备ー数据解密单元207、ー数据融合単元208、一細胞基地台位置解算单元209和一 WiFi AP位置解算单元210。图5所示为本发明实施例中定位解算次系统示意图。一行动装置112配备ー接收単元501、一定位分类单元502、一数据加密単元503和一第一位置选择单元504。当该装置存在该混合性无线网络的户外目标区域吋，在任何ー时间要求位置信息，此时，透过该接收単元501获取定位数据。该定位数据可能包括如下1. GPS位置坐标。透过该接收单元501内的GPS接收器(未显示)获取该装置的 GPS位置坐标。如果GPS位置坐标为存在状态，则该位置坐标储存至该第一位置选择单元 504。
2.細胞基地台的CGI码參数和信号強度值。透过该接收单元501检测到一細胞基地台讯号的一存在状态，依据细胞基地台的讯号可析取CGI码參数和測量信号強度值。该細胞基地台为一服务类别的細胞基地台(如图1中的106)。3. WiFi AP的MAC地址參数和信号强度值。透过该接收单元501检测到一 WiFi AP 讯号的一存在状态，依据AP的讯号可析取MAC地址參数和測量信号強度值。该AP为ー连结类别的AP(如图1中的109)。根据接收単元501检测到的細胞基地台和WiFi AP讯号，该定位分类单元502执行定位数据型态的区分，举例来说，如果未检测到WiFi AP讯号，该定位数据型态为蜂巢定位型态。如果未检测到細胞基地台讯号，该定位数据型态为WiFi定位型态。否则，该定位数据型态为混合定位型态，即同时检测到細胞基地台和WiFi AP讯号。在链接蜂巣或WiFi 无线网络505(如图1中的106或109)将该等定位数据透过API传送至该云端定位运算服务器114之前，数据加密単元503用于对该等数据执行压缩和加密。在该云端定位运算服务器114接收到该等加密定位数据之后，数据解密単元506用于对该等数据执行解压缩和解密，并检视该等解密定位数据的定位数据型态，根据所定义的型态将该等解密定位数据传送至该等位置解算单元。接着，透过搜寻主数据库211来获取相应的数据库的训练数据， 且传送该等数据库训练数据至该等位置解算单元以执行位置估算。下述的图6至图8，主要用于描述数据库搜寻和位置估算的步骤。图6所示为ー蜂巣定位数据型态架构。在该型态中，使用该接收単元501析取到的服务类别細胞基地台的CGI码參数为ー键值，执行该蜂巢次数据库115的搜寻，以获取相应的该細胞基地台的位置信息和训练数据(步骤60 。该細胞基地台的位置信息传送至该云端定位运算服务器114的第二位置选择单元509储存(步骤60 ，该细胞基地台的训练数据传送至该云端定位运算服务器114的第一位置解算单元507 (步骤604)。该训练数据包括两个类别服务类别和邻居类别。如果该服务类别的训练数据为存在状态，建立该训练数据的群集(步骤605、607)。如果服务类别的训练数据为未存在状态，建立该邻居类别训练数据的群集(步骤605、606)。该第一位置解算单元507是依据该建立的群集使用RF信号群集算法，以估算该行动装置112的位置(步骤608)。该RF信号是指接收信号強度值。 该估算到的位置信息传送至该云端定位运算服务器114的第二位置选择单元509储存(步骤 609)。图7所示为ー WiFi定位数据型态架构。在该型态中，使用该接收単元501析取到的链接AP的MAC地址參数为ー键值，执行该混合次数据库116的搜寻，以获取相应的WiFi AP的位置信息和训练数据(步骤70 。该WiFi AP的位置信息传送至该云端定位运算服务器114的第二位置选择单元509储存(步骤70 ，该WiFi AP的训练数据传送至该云端定位运算服务器114的第二位置解算单元508 (步骤704)。该训练数据报括两个类别连结类别和未连结类別。基于链接和未链接类别的训练数据，取得该第二位置解算单元508所估算的该行动装置112位置，其步骤如前所述(步骤705至708)。该估算到的位置信息传送至该云端定位运算服务器114的第二位置选择单元509储存(步骤709)。图8所示为ー混合定位数据型态架构。在该型态中，数据库搜寻和位置估算叙述如下1.使用该接收単元501析取到的服务类别細胞基地台的CGI码參数为ー键值，执行该蜂巢次数据库115的搜寻(步骤80幻。取得该细胞基地台的位置以及估算该行动装置112的位置，其步骤如前所述。该等位置信息传送至该云端定位运算服务器114的第二位置选择单元509储存(步骤603至609)。2.使用该接收単元501析取到的服务类别細胞基地台的CGI码參数为ー第一键值、一 WiFi链接AP的MAC地址參数为ー第二键值，执行该混合次数据库116的搜寻(步骤 803)。取得该WiFi AP的位置以及估算该行动装置112的位置，其步骤如前所述。该等位置信息传送至该云端定位运算服务器114的第二位置选择单元509储存(步骤703至709)。该云端定位运算服务器114配备ー数据解密単元506、一第一位置解算单元507、 一第二位置解算单元508和一第二位置选择单元509。图9为依据本发明定位方法的一实施例的流程图。依据该接收单元501检测到的細胞基地台(如图1中的106)和WiFi AP讯号(如图1中的109)的存在状态，由云端定位运算服务器114提供复数个定位方法，包括基地台(CGI)定位法、基地台辅助RSS (CGI-RSS) 定位法、AP(MAC)定位法以及AP辅助RSS(MAC-RSQ定位法。在操作中，该云端定位运算服务器114可根据该行动装置112所定义的定位数据型态结果来选择对应的定位法。在蜂巣定位数据型态(步骤901)下，基于析取到的CGI码參数，使用CGI定位法(步骤902)，基于析取到的CGI码參数和測量到的信号強度值，使用CGI-RSS定位法(步骤90 。在WiFi 定位数据型态(步骤904)下，基于析取到的MAC地址參数，使用MAC定位法(步骤905)， 基于析取到的MAC地址參数和測量到的信号強度值，使用MAC-RSS定位法(步骤906)。在混合定位数据型态(步骤907)下，基于析取到的CGI码參数和測量到的信号强度值使用 CGI-RSS定位法(步骤908)，基于析取到的CGI码參数、MAC地址參数，以及测量到的信号強度值，使用MAC-RSS定位法(步骤909)。每ー定位法被赋予ー权值(priority)，并提供一位置信息，CGI-RSS和MAC-RSS定位法的权值一般来说较高。该云端定位运算服务器114 的第二位置选择单元509储存每一定位法所提供的位置信息，且可从该等位置信息，选择一高权值的位置信息，回传至该行动装置112。在该行动装置接收到该一位置信息之后，该第一位置选择单元储存该位置信息。依据该接收单元501检测到GPS讯号的一存在状态，为该行动装置112提供复数个位置信息。该第一位置选择单元304储存该等位置信息。如果该接收单元501未检测到 GPS讯号的一存在状态(步骤910)，则该第一位置选择单元304选择该云端定位运算服务器114回传的一位置信息来确定该装置的一位置(步骤911)。如果该接收单元501检测到GPS讯号为存在状态，在尚未取得GPS位置坐标之前(步骤91 ，则该第一位置选择单元 504选择该云端定位运算服务器114回传的一位置信息来确定该装置的一位置。一旦取得该GPS位置坐标(步骤91 ，则该第一位置选择单元504选择GPS位置信息来确定该装置的一位置(步骤913)。本发明上述的方法，或特定系统单元或其部分，为纯软件架构，可以透过程序代码布设于实体媒体，如硬盘、软盘、光盘片、或是任何机器可读取(如智能型手机、计算机可读取)储存媒体，当机器加载程序代码且执行，如智能型手机加载且执行，机器成为用以实行本发明之装置。本发明上述的方法与装置亦可以程序代码型态透过ー些传送媒体，如电缆、 光纤、或是任何传输型态进行传送，当程序代码被机器，如智能型手机接收、加载且执行，机器成为用以实行本发明之装置。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述系统以GPS卫星和陆地无线电系统为基础，包括一数据训练次系统，包括行动训练装置和云端数据运算服务器，所述行动训练装置用于获取训练数据，且传送该等训练数据至该云端数据运算服务器，该数据运算服务器基于该等训练数据计算被检测存取点的一位置；一定位解算次系统，包括行动装置和云端定位运算服务器，所述行动装置用于获取定位数据，且传送该等定位数据至该云端定位运算服务器，该云端定位运算服务器基于该等定位数据计算该行动装置的一位置；一主数据库用于储存训练数据、纪录被计算的检测存取点的位置信息和状态。
2.根据权利要求1所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述陆地无线电系统为蜂巢网络系统和WiFi网络系统。
3.根据权利要求1所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述行动训练装置为智能型手机或个人数字助理。
4.根据权利要求3所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述行动训练装置更包括一接收单元，用于测量训练数据；一数据缓存単元，用于储存该等训练数据；一数据分类単元，用于执行该等训练数据的型态与类别区分；一数据加密単元，用于执行该等训练数据的压缩和加密；一备份数据库，用于储存该等加密训练数据。
5.根据权利要求4所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述等训练数据为ー GPS位置坐标和复数个被检测的存取点讯号。
6.根据权利要求5所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述复数个被检测的存取点至少包括复数个被检测的細胞基地台和复数个被检测的WiFi AP，其中每ー細胞基地台讯号包括一 CGI码參数和一信号強度值，每ー WiFi AP讯号包括一 MAC地址參数和一信号強度值。
7.根据权利要求4所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述等训练数据的型态区分为ー蜂巢型态和一混合型态，所述蜂巢型态训练数据主要纪录GPS位置坐标以及CGI码參数和信号强度值；所述混合型态训练数据主要纪录GPS位置坐标、CGI码參数以及MAC地址參数和信号強度值。
8.根据权利要求7所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述等训练数据型态的类别区分包括所述蜂巢型态系对同一 CGI码參数的训练数据分为服务类别和邻居类别，所述混合型态系对同一 MAC地址參数的训练数据分为链接类别和未连结类別。
9.根据权利要求1所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述数据运算服务器包括一数据解密単元，用于执行该等训练数据的解压缩和解密；ー数据融合単元，用于根据该等解密训练数据的数据型态，执行主数据库搜寻以及数据融合；一細胞基地台位置解算单元，基于主数据库的训练数据计算被检测的細胞基地台的位置；一WiFi AP 位置解算单元，基于主数据库的训练数据计算被检测的WiFi AP的位置。
10.根据权利要求1所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述主数据库包括一蜂巣次数据库和一混合次数据库。
11.根据权利要求9所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述蜂巢型态训练数据的搜寻和融合，包括下列步骤使用CGI码參数为ー键值，执行该蜂巢次数据库的搜寻；若CGI码參数为一存在状态，执行该次数据库训练数据和该蜂巢型态训练数据的融和，并回传该融和数据至该次数据库进行更新储存，且记录该细胞基地台的位置信息为ー 更新状态；若CGI码參数为一未存在状态，直接将该蜂巣型态训练数据传送至该次数据库进行储存，且记录该細胞基地台的位置信息为一未知状态。
12.根据权利要求9所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述混合型态训练数据的搜寻和融合，包括下列步骤使用CGI码參数为ー第一键值、MAC地址參数为ー第二键值，执行该混合次数据库的搜寻；若CGI码和MAC地址參数均为一存在状态，执行该次数据库训练数据和该混合型态训练数据的融和，并回传该融和数据至该次数据库进行更新储存，且记录该WiFi AP的位置信息为一更新状态；若CGI码和MAC地址參数均为一未存在状态，直接将该混合型态训练数据传送至该次数据库进行储存，且记录该WiFi AP的位置信息为一未知状态。
13.根据权利要求9所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述被检测的細胞基地台位置的计算，包括下列步骤该蜂巢次数据库检视该細胞基地台的位置信息状态；若位置信息的纪录为一更新状态，该次数据库定期定时传送该细胞基地台的训练数据至该细胞基地台位置解算单元执行位置估算，且记录该位置信息状态为一已知状态；若位置信息的纪录为一未知状态，该次数据库立即传送该细胞基地台的训练数据至该細胞基地台位置解算单元执行位置估算，且记录该位置信息状态为一已知状态。
14.根据权利要求13所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述位置解算方法为RF信号群集算法，其中该RF信号为接收信号強度值。
15.根据权利要求9所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述被检测的WiFi AP位置的计算，包括下列步骤该混合次数据库检视该WiFi AP的位置信息状态；若位置信息的纪录为一更新状态，该次数据库定期定时传送该WiFi AP的训练数据至该WiFi AP位置解算单元执行位置估算，且记录该位置信息状态为一已知状态；若位置信息的纪录为一未知状态，该次数据库立即传送该WiFi AP的训练数据至该 WiFi AP位置解算单元执行位置估算，且记录该位置信息状态为一已知状态。
16.根据权利要求15所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述位置解算方法为RF信号群集算法，其中该RF信号为接收信号強度值。
17.根据权利要求1所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述行动装置为移动电话、智能型手机、PDA、笔记本电脑以及平板计算机其中之一者。
18.根据权利要求17所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述行动装置还包括一接收单元，用于测量定位数据；一定位分类单元，用于执行该等定位数据型态的区分；一数据加密単元，用于执行该等定位数据的压缩和加密；一第一位置选择单元，可从复数个位置信息中选择该等位置信息之一来决定该装置的一位置。
19.根据权利要求18所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述定位数据至少包括一 GPS位置坐标、一特定細胞基地台讯号和一特定WiFi AP讯号。
20.根据权利要求19所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述GPS 位置坐标若为一存在状态，则该位置坐标储存至该第一位置选择单元。
21.根据权利要求19所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述特定细胞基地台为该行动装置之一服务基地台，其中该服务基地台讯号系一 CGI码參数和一信号強度值。
22.根据权利要求19所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述特定WiFi AP为该行动装置的ー链接AP，其中该链接AP讯号系一 MAC地址參数和一信号強度值。
23.根据权利要求18所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述等定位数据型态系一蜂巢型态、一 WiFi型态和ー混合型态，其中所述蜂巢定位数据主要纪录一服务细胞基地台的CGI码參数和信号强度值；所述WiFi定位数据主要纪录ー WiFi链接AP的MAC地址參数和信号强度值；所述混合定位数据主要纪录一服务细胞基地台的CGI码參数和信号強度值以及一 WiFi链接AP的MAC地址參数和信号強度值。
24.根据权利要求1所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述定位运算服务器更包括一数据解密単元，用于执行该等定位数据的解压缩和解密；一第一位置解算单元，用于估算该行动装置的位置信息；一第二位置解算单元，用于估算该行动装置的位置信息；一第二位置选择单元，可从复数个位置信息中选择该等位置信息之一，并回传该位置信息至该行动装置的第一位置选择单元。
25.根据权利要求M所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述第一位置解算单元系基于蜂巢定位数据估算该行动装置的位置信息，包括下列步骤使用CGI码參数为ー键值，执行该蜂巢次数据库的搜寻；获取相应之该細胞基地台的位置信息和训练数据，其中该位置信息传送至该第二位置选择单元储存，该训练数据传送至第一位置解算单元；该训练数据报括服务类别和邻居类別，其中该服务类别的训练数据若为一存在状态， 建立该训练数据的群集，反之，建立该邻居类别训练数据的群集；依据该建立的群集使用RF信号群集算法，以估算该行动装置的位置，其中该RF信号系指接收信号强度值；该估算的位置信息传送至第二位置选择单元储存。
26.根据权利要求M所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述第二位置解算单元是基于WiFi定位数据估算该行动装置的位置信息，包括下列步骤使用MAC地址參数为ー键值，执行该混合次数据库的搜寻；获取相应之该WiFi AP的位置信息和训练数据，其中该位置信息传送至该第二位置选择单元储存，该训练数据传送至该第二位置解算单元；该训练数据报括连结类别和未连结类別，其中该链接类别的训练数据若为一存在状态，建立该训练数据的群集，反之，建立该未链接类别训练数据的群集；依据该建立的群集使用RF信号群集算法，以估算该行动装置的位置，其中该RF信号系指接收信号强度值；该估算的位置信息传送至该第二位置选择单元储存。
27.根据权利要求M所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述第一位置解算单元系基于混合定位数据估算该行动装置的位置信息，包括下列步骤使用CGI码參数为ー键值，执行该蜂巢次数据库的搜寻；获取相应之该細胞基地台的位置信息和训练数据，其中该位置信息传送至该第二位置选择单元储存，该训练数据传送至该第一位置解算单元；该训练数据报括服务类别和邻居类別，其中该服务类别的训练数据若为一存在状态， 建立该训练数据的群集，反之，建立该邻居类别训练数据的群集；依据该建立的群集使用RF信号群集算法，以估算该行动装置的位置，其中该RF信号系指接收信号强度值；该估算的位置信息传送至该第二位置选择单元储存。
28.根据权利要求27所述的在云端服务器实现混合定位的系统，其特征在干，所述第二位置解算单元系基于混合定位数据估算该行动装置的位置信息，更包括下列步骤使用CGI码參数为ー第一键值、一 WiFi链接AP的MAC地址參数为ー第二键值，执行该混合次数据库的搜寻；获取相应之该WiFi AP的位置信息和训练数据，其中该位置信息传送至该第二位置选择单元储存，该训练数据传送至该第二位置解算单元；该训练数据报括连结类别和未连结类別，其中该链接类别的训练数据若为一存在状态，建立该训练数据的群集，反之，建立该未链接类别训练数据的群集；依据该建立的群集使用RF信号群集算法，以估算该行动装置的位置，其中该RF信号系指接收信号强度值；该估算的位置信息传送至该第二位置选择单元储存。
29.在云端服务器实现混合定位的方法，其特征在干，所述方法应用于行动装置，以满足在不同环境中无缝撷取以位置为基础的服务，包括下列步骤依据所述第二位置选择单元储存的复数个位置信息，选择一位置信息，回传至所述第一位置选择单元；依据所述第一位置选择单元储存的复数个位置信息，选择一位置信息以确定行动装置的一位置。
30.根据权利要求四所述的在云端服务器实现混合定位的方法，其特征在干，所述第二位置选择单元储存的复数个位置信息是由相应的复数个定位法取得，包括一基地台定位法，当该行动装置的接收单元只检测到一服务细胞基地台的CGI码參数时，则使用该基地台定位法，其中该位置信息系服务细胞基地台位置。
31.根据权利要求30所述的在云端服务器实现混合定位的方法，其特征在干，所述复数个定位法，还包括一基地台辅助RSS定位法，当该行动装置的接收单元同时检测到一服务细胞基地台的CGI码參数和信号強度值，则使用该基地台辅助RSS定位法，其中该第一位置解算单元系基于该蜂巣次数据库的训练数据，使用该接收到的信号强度值决定该位置信肩、ο
32.根据权利要求30所述的在云端服务器实现混合定位的方法，其特征在干，所述复数个定位法，还包括一 AP定位法，当该行动装置的接收单元只检测到ー链接AP的MAC地址參数时，则使用该AP定位法，其中该位置信息系WiFi AP位置。
33.根据权利要求30所述的在云端服务器实现混合定位的方法，其特征在干，所述复数个定位法，还包括一 AP辅助RSS定位法，当该行动装置的接收单元同时检测到ー链接AP 的MAC地址參数和信号強度值，则使用该AP辅助RSS定位法，其中该第二位置解算单元系基于该混合次数据库的训练数据，使用该接收到的信号强度值决定该位置信息。
34.根据权利要求四所述的在云端服务器实现混合定位的方法，其特征在干，所述第二位置选择单元储存复数个位置信息，根据该行动装置所定义之定位数据型态来选择一位置信息，回传至该第一位置选择单元，包括一蜂巣定位数据型态，可使用基地台定位法和基地台辅助RSS定位法取得该复数个位置信息，基于定位法被赋予的权值，选择一高权值的位置信息；一 WiFi定位数据型态，可使用AP定位法和AP辅助RSS定位法取得该复数个位置信息， 基于定位法被赋予的权值，选择一高权值的位置信息；一混合定位数据型态，可使用基地台定位法、基地台辅助RSS定位法、AP定位法和AP辅助RSS定位法取得该复数个位置信息，基于定位法被赋予的权值，选择一高权值的位置信肩、ο
35.根据权利要求四所述的在云端服务器实现混合定位的方法，其特征在干，所述第一位置选择单元储存的复数个位置信息，包括一 GPS位置坐标，其中行动装置的接收单元检测到该GPS讯号的一存在状态。
36.根据权利要求四所述的在云端服务器实现混合定位的方法，其特征在干，所述第一位置选择单元储存的复数个位置信息，更包括一所述第二位置选择单元回传的一位置信息，其中位置信息是来自基地台定位法、基地台辅助RSS定位法、AP定位法以及AP辅助RSS 定位法其中之一者取得。
37.根据权利要求四所述的在云端服务器实现混合定位的方法，其特征在干，所述第一位置选择单元储存复数个位置信息，依据该行动装置的该接收单元检测的讯号存在状态，选择一位置信息以确定该装置的一位置，包括若检测到GPS讯号的一存在状态，且取得GPS位置坐标，该第一位置选择单元输出GPS 位置坐标来确定该装置的一位置；若检测到GPS讯号的一存在状态，尚未且取得GPS位置坐标，该第一位置选择单元输出 ー该第二位置选择单元回传的一位置信息来确定该装置的一位置；若检测到GPS讯号的一未存在状态，该第一位置选择单元输出ー该第二位置选择单元回传的一位置信息来确定该装置的一位置。
全文摘要
本发明公开了在云端服务器实现混合定位的系统与方法。该定位系统主要包括数据库、数据运算服务器和定位运算服务器。该数据库纪录训练数据，使用行动训练装置获取该训练数据。该数据运算服务器配置是，使用该训练数据计算被检测存取点的位置，所计算的位置纪录在该数据库。该定位运算服务器配置是，使用该数据库的数据计算该行动装置位置。该定位方法的步骤是首先透过该定位运算服务器中的位置选择单元，从复数个位置信息中选择一位置信息，回传至该行动装置，该复数个位置信息包括蜂巢式及WiFi解算。再透过该行动装置中的位置选择单元，从复数个位置信息中选择一位置信息以确定该装置的一位置，该复数个位置信息包括GPS及蜂巢式/WiFi解算。
文档编号H04W64/00GK102573053SQ20111033797
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月22日 优先权日2010年11月1日
发明者刘柏池 申请人:胜义科技股份有限公司