可用于电力电缆隧道的人员定位方法
【专利摘要】本发明公开了一种可用于电力电缆隧道的人员定位方法，硬件包括核心业务控制器（1）、基站控制器（2）、井下基站（3）、手机终端（4）和定位服务器（5），该方法通过在基站控制器（2）对井下基站（3）和手机终端（4）上报的测量值进行算法分析，实现对电缆隧道内人员的精确定位，所述算法基于TD-SCDMA标准专有的TA定位技术，根据电力电缆隧道的场景，进行了算法优化。本发明准确的提供电缆隧道下人员的数量、位置、分布情况和每个人员任意时刻所在的位置及各时间段的活动轨迹，为事故处理和救援工作提供可靠的数据依据，保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。
【专利说明】可用于电力电缆隧道的人员定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种人员定位方法，尤其涉及一种基于TD-SCDMA技术的可应用于电力电缆隧道实现对隧道内人员的准确定位，准确的提供电缆隧道下人员的数量、位置、分布情况和每个人员任意时刻所在的位置及各时间段的活动轨迹的人员定位方法。
【背景技术】
[0002]TD-SCDMA的TA定位技术采用单基站定位方式，利用智能天线技术和手机终端/基站辅助测量的定时信息可以进一步精确获得位置信息。获取包括A0A、RxTD、TADV在内的相关数值，利用如下方法进行计算:
(1)确定出终端所在的小区；
(2)获取小区所在基站位置的经/纬度(LonO，LatO)、高度h;
(3)根据获取的TADV和RxTD计算终端距离当前基站(小区)的距离d；
(4)根据获取的AOA值，确定以当前基站(小区)所在位置正北为O度，逆时针旋转AOA度所确定的方向。
[0003]由于目前的技术限制，AOA波达方向角测量还是非常不准确，导致空旷地带的定位精度较差。同时，针对地下隧道等特殊无线覆盖场景，缺乏有效的无线定位技术手段。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种可用于电力电缆隧道的人员定位方法。该方法基于TD-SCDMA技术，实现对隧道内人员的准确定位，准确的提供电缆隧道下人员的数量、位置、分布情况和每个人员任意时刻所在的位置及各时间段的活动轨迹，为事故处理和救援工作提供可靠的数据依据，保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。
[0005]本发明是通过以下技术手段实现的:
可用于电力电缆隧道的人员定位方法，硬件包括核心业务控制器、基站控制器、井下基站、手机终端和定位服务器，其特征在于通过在基站控制器对井下基站和手机终端上报的测量值进行算法分析，实现对电缆隧道内人员的精确定位，所述算法基于TD-SCDMA标准专有的TA定位技术，根据电力电缆隧道的场景，进行算法优化。
[0006]所述算法优化包括以下步骤:
(1)将井下基站给基站控制器上报的AOA信息由方向角修改为通道号，用于标识手机终端接收到信号最强、次强的两个井下基站，电缆隧道下的每个井下基站配置不同的通道号;
(2)手机终端距离井下基站的距离d的TA定位算法的计算公式如下，其中D为手机终端距离井下基站(3)的发射天线的直线距离，h为井下基站的发射天线距离地面的高度:
2Δ C= (TADV)/8-(RxTD/16-16)
= (TADV) /8-RxTD/16+16 单位 chip
Δ C= (TADV)/16-RxTD/32+8 单位 chipΛ T= (Λ C/1.28)* (10~ (-6))单位 s
D=ATX 光速(3.0X10~8)单位 m
d=sqrt(DXD — hXh)；
(3)优化TA定位算法，在电缆隧道传播环境下，由于井下基站距离地面的高度为2.5-3米高度有限，所以h值可以忽略不计，因此优化后的算法如下:
Δ C= (TADV) /16-RxTD/32+8 单位 chip
AT=(AC/1.28)*(10~ (-6))单位 s
D=ATX 光速(3.0X10~8)单位 m
d=D=(AC/l.28) X (3.0X10~2)单位 m。
[0007]所述优化后的算法为:
Δ C= (TADV) /16-RxTD/32+8 单位 chip
AT=(AC/1.28)*(10~ (-6))单位 s
D=ATX 光速(3.0X10~8)单位 m
d=D=(AC/l.28) X (3.0X10~2)单位 m。
[0008]所述基站控制器将计算出的手机终端的位置信息保存到定位服务器中，可以进行查询。
[0009]所述定位服务器可以发起对指定手机终端的位置查询。
[0010]本发明的优点及 有益效果为:
(I )、精度高，本发明方法定位精度在l/8chip，误差在+/-15米，相比其他技术有很大提闻。
[0011](2)、成本低，本发明方法可应用在原有的电缆隧道TD-SCDMA基站系统上，在为电缆隧道提供TD-SCDMA无线通信系统的同时，其核心业务控制器I可提供语音、数据回传、视频监控等基本业务，将人员定位作为一项辅助功能，不需要额外增加设备，相对于现有其他人员定位技术需要安装专用设备，本方案成本更低。
[0012](3)、易安装，本发明方法基于成熟的TD-SCDMA井下基站，便于安装。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明电力电缆隧道人员定位示意图。
[0014]图中:1、核心业务控制器，2、基站控制器，3、井下基站，4、手机终端，5、定位服务器。
[0015]【具体实施方式】:
实施例1:
下面结合附图对本发明进一步说明。
[0016]1.井下基站3支持通过配置界面设置自身的通道号，给电缆隧道内的所有井下基站3进行通道号编排，保证每个井下基站3配置不同的通道号，能够被唯一识别。
[0017]2.在定位服务器5发起查询指定手机终端4的位置信息的指令，由基站控制器2下发AOA+RxTD+TADV测量控制请求给井下基站3，由井下基站3转发给手机终端4。
[0018]3.手机终端4上报AOA+RxTD+TADV测量报告给井下基站3，由井下基站3转发给基站控制器2。[0019]4.为了实现隧道内的定位，将上报的AOA测量报告的实际含义由手机终端4的方向角修改为通道号，在AOA测量报告中会携带两个井下基站3的通道号，用于识别距离手机终端4信号最强及次强的站点。
[0020]5.基站控制器2收到AOA测量报告，通过分析最强、次强的通道号，得出手机终端4的位置区间。利用上报的RxTD和Tadv测量值，根据优化后的定位算法:
Δ C= (TADV) /16-RxTD/32+8 单位 chip
AT=(AC/1.28)*(10~ (-6))单位 s
D=ATX 光速(3.0X10~8)单位 m
d=D=(AC/l.28) X (3.0X10~2)单位 m
计算出手机终端4距离井下基站3的距离d，并最终得出手机终端4的具体位置信息。[0021 ] 6.基站控制器2将手机终端4的具体位置信息保存在定位服务器5中，方便查询。
[0022]7.定位服务器5支持对单部或多部手机终端4的位置信息查询，支持进行单次查询和周期性查询。
【权利要求】
1.可用于电力电缆隧道的人员定位方法，硬件包括核心业务控制器(I)、基站控制器(2 )、井下基站(3 )、手机终端(4 )和定位服务器(5 )，其特征在于通过在基站控制器(2 )对井下基站(3)和手机终端(4)上报的测量值进行算法分析，实现对电缆隧道内人员的精确定位，所述算法基于TD-SCDMA标准专有的TA定位技术，根据电力电缆隧道的场景，进行算法优化。
2.根据权利要求1所述可用于电力电缆隧道的人员定位方法，其特征在于所述算法优化包括以下步骤: 将井下基站(3)给基站控制器(2)上报的AOA信息由方向角修改为通道号，用于标识手机终端(4)接收到信号最强、次强的两个井下基站(3)，电缆隧道下的每个井下基站(3)配置不同的通道号； 手机终端(4)距离井下基站(3)的距离d的TA定位算法的计算公式如下，其中D为手机终端(4)距离井下基站(3)的发射天线的直线距离，h为井下基站(3)的发射天线距离地面的高度:
2 Λ C= (TADV)/8-(RxTD/16-16)
= (TADV) /8-RxTD/16+16 单位 chip
Δ C= (TADV) /16-RxTD/32+8 单位 chip
Λ T= (Λ C/1.28)* (10~ (-6))单位 s
D=ATX 光速(3.0X10~8)单位 m
d=sqrt (DXD — hXh) 优化TA定位算法，在电缆隧道传播环境下，由于井下基站(3)距离地面的高度为2.5-3米高度有限，所以h值可以忽略不计，因此优化后的算法如下:
Δ C= (TADV) /16-RxTD/32+8 单位 chip
AT=(AC/1.28)*(10~ (-6))单位 s
D=ATX 光速(3.0X10~8)单位 m
d=D=(AC/l.28) X (3.0X10~2)单位 m。
3.根据权利要求1或2所述可用于电力电缆隧道的人员定位方法，其特征在于所述优化后的算法为:
Δ C= (TADV) /16-RxTD/32+8 单位 chip
AT=(AC/1.28)*(10~ (-6))单位 s
D=ATX 光速(3.0X10~8)单位 m
d=D=(AC/l.28) X (3.0X10~2)单位 m。
4.根据权利要求1所述可用于电力电缆隧道的人员定位方法，其特征在于所述基站控制器(2)将计算出的手机终端(4)的位置信息保存到定位服务器(5)中， 可以进行查询。
5.根据权利要求1所述可用于电力电缆隧道的人员定位方法，其特征在于所述定位服务器(5)可以发起对指定手机终端(4)的位置查询。
【文档编号】H04W64/00GK103702412SQ201310635706
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】白晗, 张劲松, 邹明贺, 李林 申请人:国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司