一种目标伪基站的定位方法及系统与流程

本发明涉及无线电监管技术领域，尤其涉及一种目标伪基站的定位方法及系统。

背景技术：

近年来，全国各地陆续出现不法分子利用伪基站群发垃圾短信的问题，并且该问题逐步演变成一大社会公害，引起了人民群众的强烈不满。进一步地，该垃圾短信的内容则由一般的广告类信息发展到诈骗违法类信息，甚至在部分地区出现了宣传反动内容的信息，严重危害国家安全和社会稳定。

随着“互联网+”和“大数据技术”的不断发展，“互联网+”伪基站监管平台主要基于手机终端设计相应的伪基站判决识别算法并将手机安全类软件植入手机终端，通过在伪基站监管服务器端对其上传的伪基站信息进行分析处理，实现对伪基站的识别和定位。然而，目前这种伪基站的定位方法主要是基于手机终端上传的正常基站、WiFi无线路由器或者卫星导航系统定位的相关信息位置作为伪基站的位置，与伪基站的实际位置误差较大，不利于对伪基站实施有效监管。

因此，为了解决以上问题，需要一种能够提高伪基站的定位精度，实现对伪基站的有效监管的目标伪基站的定位方法及系统。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种目标伪基站的定位方法，包括：接收多个手机终端上传的多条短信内容以及多个手机终端的位置信息；根据多个手机终端的位置信息与多条短信内容之间的相关性，从多个手机终端的位置信息中挑选出目标手机终端的位置信息；根据目标手机终端的位置信息来确定目标伪基站的位置。

根据本发明，上述多个手机终端的位置信息通过以下步骤获得：手机终端在受到伪基站侵袭之前和之后与正常基站连接的相关信息；和手机终端在受到伪基站侵袭时与WiFi无线路由器连接的相关信息。

根据本发明，上述多个手机终端的位置信息通过以下步骤获得：手机终端在受到伪基站侵袭之前和之后与正常基站连接的相关信息；和手机终端在受到伪基站侵袭时由卫星导航系统定位的相关信息。

根据本发明，上述多个手机终端的位置信息与所述多条短信内容之间的相关性，包括：在预设时间范围内，同一个手机终端位置信息对应的多条短信内容与目标伪基站的相关性；和在预设地域范围内，同一条短信内容对应的多个手机终端位置信息与目标伪基站的相关性。

根据本发明，目标手机终端的位置信息可以根据定位技术的定位误差范围确定。

根据本发明，根据目标手机终端的位置信息来确定目标伪基站的位置包括：确定目标手机终端中收到的目标伪基站信号最大的第一手机终端；以第一手机终端为中心，确定预定范围；在预定范围中搜索目标伪基站，以确定目标伪基站的位置。

根据本发明，上述预定范围可以为圆形、三角形、正方形或六边形中的一种。

根据本发明，当上述预定范围为正方形时，上述目标伪基站的位置的确定，包括两个方面：

一方面，当目标伪基站为地面移动型时，上述目标伪基站的位置的计算步骤如下：

确定多个手机终端中收到的目标伪基站信号最大的第二手机终端，以第二手机终端为中心，作边长为第一预定值的正方形，并将其分成N₁个边长为第二预定值的第一网格和N₂个边长为第三预定值的第二网格；

取每个第一网格内多个信号值中的最大值为该第一网格的信号值，当该信号值大于预设有效阈值时为有效信号值，当第一网格的有效信号值大于预设定位阈值或有效信号值的数目大于N₃个时，定位该第一网格；

计算有效信号值的对应距离d₁＝10^{-有效信号值/40}，其中，对应距离d₁的单位为米，有效信号值的单位为dBm；

对于每个第二网格，计算d₂＝Σ((d₃-d₁)/max(d₁，d₃))²，其中，d₃为定位的第一网格与每个第二网格的中心点的距离，单位为米，d₂的单位为米；

取d₂最小的第二网格的中心点为地面移动型目标伪基站的位置，

另一方面，当目标伪基站为固定架设型时，目标伪基站的位置的计算步骤如下：

确定多个手机终端中收到的目标伪基站信号最大的第三手机终端；以第三手机终端为中心，作边长为第四预定值的正方形，并将其分成N₄个边长为第五预定值的第三网格和N₅个边长为第六预定值的第四网格；

取每个第三网格内多个信号值中的最大值为第三网格的信号值，当信号值大于预设有效阈值时为有效信号值，当第三网格的有效信号值大于预设定位阈值或有效信号值的数目大于N₆个时，定位该第三网格；

计算有效信号值的对应距离d₄＝10^{-有效信号值/30}，其中，对应距离d₄的单位为米，有效信号值的单位为dBm；

对于每个第四网格，计算d₅＝Σ((d₆–d₄)/max(d₄，d₆))²，其中，d₆为定位的第三网格与每个第四网格的中心点的距离，其单位为米，d₅的单位为米；

取d₅最小的第四网格的中心点为固定架设型目标伪基站的位置。

根据本发明，第一预定值可以为500m，N₁可以为100，第二预定值可以为50m，N₂可以为2500，第三预定值可以为10m，N₃可以为20，第四预定值可以为2km，N₄可以为1600，第五预定值可以为50m，N₅可以为40000，第六预定值可以为10m，N₆可以为40。

本发明还提供一种目标伪基站的定位系统，包括：

现场跟踪单元，完成对基站的扫描，对非法基站的识别和跟踪，对获取的相关信息的上传；

手机APP单元，完成与现场跟踪单元和云服务器单元的相关信息的交互，使得在手机上实现对伪基站的监管，完成伪基站信息的收集和上传并对手机终端进行定位，对云服务器单元进行查询，并在手机上对伪基站进行实时显示、统计查询、轨迹仿真、实时告警、信息提取、地图操作和跟踪导航；和

云服务器单元，用于接收手机APP单元和现场跟踪单元上传的伪基站信息，对手机APP单元和现场跟踪单元进行管理，提供能够实现对伪基站进行监管的网站，完成对伪基站的信息的接收、位置的确定、实时显示、统计查询、轨迹仿真、实时告警、信息提取、地图操作和综合报表以及短信的导出。

本发明具有以下优点。

1)本发明的目标伪基站定位方法提高了目标伪基站的定位精度；

2)本发明的目标伪基站定位系统实现了对目标伪基站的有效监管。

附图说明

为了更清楚地说明本发明，下面将参照附图对本发明进行解释。附图仅用于示出优选实施方式，而并非限制本发明。

图1是本发明的目标伪基站定位方法的流程图；

图2是本发明的位置信息收集的示例图；

图3是本发明的一种包含定位技术提供的位置X处定位误差范围的示意图；

图4是根据本发明的实施方式的一种固定架设型伪基站精确定位算法的流程图；

图5是根据本发明的实施方式的一种地面移动型伪基站精确定位算法的流程图；以及

图6是本发明的目标伪基站定位系统的架构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式更详细地描述本发明。以下实施方式仅用于说明目的而不限制本发明的范围。

应当理解的是，本发明所描述的具体实施方式仅仅是本发明的一部分，并不是本发明的全部。在本发明的具体实施方式中使用的术语仅仅是出于描述本发明的具体实施方式的目的，而非旨在限制本发明。

应当理解的是，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明旨在提供一种如图1所示的目标伪基站的定位方法，包括：接收多个手机终端上传的多条短信内容以及多个手机终端的位置信息(S110)，具体的，云服务器单元接收手机终端通过手机终端上安装的手机APP单元收集和上传的短信内容以及此时的手机终端的位置信息。目标伪基站是指待定位的伪基站。

图2是本发明的位置信息收集的示例图。如图2所示，手机终端A、手机终端B、跟踪终端C和手机终端D收集并上报正常基站的相关信息、WiFi无线路由器的相关信息、卫星导航系统的相关信息，同时还受到伪基站的侵袭。

其中，211、212、213和214表示手机终端A、手机终端B、跟踪终端C和手机终端D接收卫星导航系统的相关信息；221、222、223和224表示手机终端A、手机终端B、跟踪终端C和手机终端D接收WiFi无线路由器的相关信息；231、232、233、234和235表示手机终端A、手机终端B、跟踪终端C和手机终端D接收正常基站的相关信息；241、242、243和244表示手机终端A、手机终端B、跟踪终端C和手机终端D受到伪基站的侵袭；251、252、253和254表示手机终端A、手机终端B、跟踪终端C和手机终端D向目标伪基站定位系统上报正常基站的相关信息、WiFi无线路由器的相关信息、卫星导航系统的相关信息和伪基站的相关信息。

因此，手机终端的位置信息通过以下方式获得：受到伪基站侵袭之前和之后手机终端连接正常基站的相关信息；和受到伪基站侵袭时手机终端连接WiFi无线路由器的相关信息。手机终端的位置信息还可以通过以下方式获得：受到伪基站侵袭之前和之后手机终端连接正常基站的相关信息；和受到伪基站侵袭时手机终端通过导航卫星群的卫星导航系统定位的相关信息。由于伪基站侵袭之前、侵袭时和侵袭之后的相关技术参数不同，所以为了找出防止将正常基站误判为伪基站，而需要受到伪基站侵袭之前和之后手机终端连接正常基站的相关信息。

手机终端位置信息的获得如下：1)2016年10月26日10时6分10秒，手机E、F、G、H受到伪基站侵袭时，收到“尊敬的客户：你帐户已满5000积分可兑换5％的现金，请于今日及时登陆手机网wap.ccbws.**查询兑换，逾期失效【建设银行】”；

2)2016年10月26日10时6分15秒，手机E、F、J受到伪基站侵袭时，收到“尊敬的用户：我行将开展个人信息核实认证，请登陆m.xggpc.**按提示核实，未核实账户将于今日24点冻结【建设银行】”。

由以上信息测得结果如下。

2016年10月26日10时6分10秒：

手机终端A连接正常基站的位置为东经116.35376，北纬39.96986，覆盖范围为600米，手机终端连接WiFi无线路由器的位置为东经116.35502，北纬39.96608，覆盖范围为100米，手机终端通过卫星导航系统定位的位置为东经116.35556，北纬39.96689，误差范围为20米；

手机终端B连接正常基站的位置为东经116.35976，北纬39.96986，覆盖范围为600米，手机终端连接WiFi无线路由器的位置为东经116.35702，北纬39.96608，覆盖范围为100米，手机终端通过卫星导航系统定位的位置为东经116.35756，北纬39.96689，误差范围为20米；

手机终端C连接正常基站的位置为东经115.35376，北纬39.96986，覆盖范围为600米，手机终端连接WiFi无线路由器的位置为东经115.35502，北纬39.96608，覆盖范围为100米，手机终端通过卫星导航系统定位的位置为东经115.35556，北纬39.96689，误差范围为20米；

手机终端D连接正常基站的位置为东经116.35376，北纬39.96386，覆盖范围为600米，手机终端连接WiFi无线路由器的位置为东经116.35502，北纬39.96408，覆盖范围为100米，手机终端通过卫星导航系统定位的位置为东经116.35556，北纬39.96489，误差范围为20米。

2016年10月26日10时6分15秒：

手机终端A连接正常基站的位置为东经116.35376，北纬39.96986，覆盖范围为600米，手机终端连接WiFi无线路由器的位置为东经116.35502，北纬39.96608，覆盖范围为100米，手机终端通过卫星导航系统定位的位置为东经116.35556，北纬39.96689，误差范围为20米；

手机终端B连接正常基站的位置为东经116.35976，北纬39.96986，覆盖范围为600米，手机终端连接WiFi无线路由器的位置为东经116.35702，北纬39.96608，覆盖范围为100米，手机终端通过卫星导航系统定位的位置为东经116.35756，北纬39.96689，误差范围为20米；

手机终端E连接正常基站的位置为东经116.35976，北纬39.96386，覆盖范围为600米，手机终端连接WiFi无线路由器的位置为东经116.35702，北纬39.96408，覆盖范围为100米，手机终端通过卫星导航系统定位的位置为东经116.35756，北纬39.96489，误差范围为20米。

在图2中，举例三个手机终端和一个跟踪终端，但本发明并不限于此，手机终端的个数可以是一个或多个，跟踪终端的个数也可以是一个或多个。

根据多个手机终端的位置信息与多条短信内容之间的相关性来确定目标手机终端的位置信息(S120)，其中，多个手机终端的位置信息与多条短信内容之间的相关性包括：

在预设时间范围内，同一个手机终端的位置信息对应的多条短信内容与目标伪基站的相关性；和在预设地域范围内，同一条短信内容对应的多个手机终端的位置信息与目标伪基站的相关性。例如，当预设时间范围为1分钟，预设地域范围为500米时，手机E、F、G、J的时间和地域具有相关性，则确定手机E、F、G、J受到同一目标伪基站侵袭。

图3是本发明的一种包含定位技术提供的位置X处定位误差范围的示意图。如图3所示，根据定位技术的定位误差范围确定目标手机终端的精确位置X，其中，定位技术为取覆盖范围或误差范围最小的正常基站的定位技术、WiFi无线路由器的定位技术或卫星导航系统定位的相关信息的定位技术，确定手机终端E、F、G、J的位置分别为东经116.35556，北纬39.96689；东经116.35756，北纬39.96689；东经116.35556，北纬39.96489；东经116.35756，北纬39.96489。目标手机终端是指受到目标伪基站侵袭的手机终端。

根据目标手机终端的位置信息来确定目标伪基站的位置(S130)，其包括：确定目标手机终端中收到的目标伪基站信号最大的第一手机终端；以第一手机终端为中心，确定预定范围；在预定范围中通过现场跟踪单元搜索目标伪基站，以确定目标伪基站的位置。

其中，现场跟踪单元可以是跟踪终端，预定范围可以为圆形、三角形、正方形或六边形中的一种，当预定范围为正方形时，根据本发明的实施方式的目标伪基站的位置的算法流程如图4和图5所示。

图4是根据本发明的实施方式的一种固定架设型伪基站精确定位算法的流程图，具体步骤如下：

以收到固定架设型目标伪基站信号最大的手机终端的位置为中心，作边长为2km的正方形并将其分成40000个边长为10米的10米网格和1600个边长为50米的50米网格(S410)；

取每个50米网格内多个信号值(可以通过手机终端或现场跟踪单元获得，优选现场跟踪单元)中的最大值为该50米网格的信号值，该信号值大于预设有效阈值时为有效信号值，当50米网格的有效信号值大于预设定位阈值或有效信号值的数目大于40个时，定位该50米网格(S420)；

计算有效信号值的对应距离d₁(米)＝10^{-有效信号值(dBm)/30}(S430)；

对于每个10米网格，计算d₂(米)＝Σ((d₃-d₁)/max(d₁，d₃))²，其中，d₃为定位的50米网格与每个10米网格中心点的距离，单位为米(S440)；

取d₂最小的10米网格的中心点为地面移动型目标伪基站的位置(S450)。

图5是根据本发明的实施方式的一种地面移动型伪基站精确定位算法的流程图，具体步骤如下：

以收到地面移动型目标伪基站信号最大的手机终端的位置为中心，作边长为500米的正方形并将其分成2500个边长为10米的10米网格和100个边长为50米的50米网格(S510)；

取每个50米网格内多个信号值中的最大值为该50米网格的信号值，该信号值大于预设有效阈值时为有效信号值，当50米网格的有效信号值大于预设定位阈值或有效信号值的数目大于20个时，定位该50米网格(S520)；

计算有效信号值的对应距离d₄(米)＝10^{-有效信号值(dBm)/40}(S530)；

对于每个10米网格，计算d₅(米)＝Σ((d₆–d₄)/max(d₄，d₆))²，其中，d₆为定位的50米网格与每个10米网格中心点的距离，其单位为米(S540)；

取d₅最小的10米网格的中心点为固定架设型目标伪基站的位置(S550)，

具体地，以地面移动型目标伪基站为例。

手机A、B、D、E收到的伪基站信号大小分别为-74.3dBm、-87.9dBm、-87.9dBm、-93.1dBm，以收到目标伪基站信号最大的手机终端A的位置为中心，作边长为500米的正方形，并将其分成2500个边长10米的10米网格和100个边长50米的50米网格；

取每个50米网格内多个信号值的最大值为该50米网格的信号值，该信号值大于-100dBm时为有效信号值，当有效信号值大于-80dBm或有效信号值的数目大于20个时，定位该50米网格；

计算有效信号值的对应距离d₄(米)＝10^{-有效信号值(dBm)/40}，手机A、B、D、E的对应距离分别为72米、158米、158米、212米；

对于每个10米网格，计算d₅(米)＝Σ((d₆–d₄)/max(d₄，d₆))²，其中，d₆为定位的50米网格与每个10米网格中心点的距离，其单位为米；

取d₅最小的10米网格的中心点(东经116.35606，北纬39.96639)为地面移动型目标伪基站位置。根据目标手机终端的位置信息不仅能够确定目标伪基站的位置，还能够确定目标伪基站的运动轨迹。

由上文可以看出，上述方法大大提高了目标伪基站的定位精度。

本发明还提供一种目标伪基站的定位系统，包括：

现场跟踪单元630，完成对基站的扫描，对非法基站的识别和跟踪，对获取的相关信息的上传，具体地，现场跟踪单元可以是如图3所示的跟踪终端，如图2所示，该跟踪终端的位置信息，包括：受到伪基站侵袭之前或之后跟踪终端连接正常基站的相关信息，和/或受到伪基站侵袭时跟踪终端连接WiFi无线路由器的相关信息，和/或受到伪基站侵袭时跟踪终端通过导航卫星群的卫星导航系统定位的相关信息；

手机APP单元620，完成与现场跟踪单元和云服务器单元的相关信息的交互，使得在手机上实现对伪基站的监管，完成伪基站信息的收集和上传并对手机终端进行定位，对云服务器单元进行查询，并在手机上对伪基站进行实时显示、统计查询、轨迹仿真、实时告警、信息提取、地图操作和跟踪导航，具体地，手机APP单元可以是如图3所示的手机终端；和

云服务器单元610，用于接收手机APP单元和现场跟踪单元上传的伪基站信息，对手机APP单元和现场跟踪单元进行管理，提供能够实现对伪基站进行监管的网站，完成对伪基站的信息的接收、位置的确定、实时显示、统计查询、轨迹仿真、实时告警、信息提取、地图操作和综合报表以及短信的导出。由此可见，该系统实现了对目标伪基站的有效监管。

根据本发明，具体地，实时显示功能为：在地图上实时显示最近1小时内活跃的符合检索条件(比如按照地市、按照某类短信内容)的伪基站数量和分布图，当鼠标移至该伪基站时，可以显示短信内容、最新时间等信息。

根据本发明，具体地，统计查询功能为：在地图上显示一段时间内符合检索条件(比如按照地市、按照某类短信内容)的伪基站数量和分布图。

根据本发明，具体地，轨迹仿真功能为：在地图上仿真某伪基站最近一段时间内的运动轨迹。

根据本发明，具体地，实时告警功能为：当出现符合检索条件的伪基站或者伪基站的新位置时，在显示平台上自动提醒(例如，最近3小时的位置为红色轨迹，选定时间段的位置为黄色，其他位置为绿色)，同时向指定用户发送语音和短信报警信息。

根据本发明，具体地，信息提取功能为：提取选定伪基站的监控位置数、短信内容、最新位置以及接收时间。

根据本发明，具体地，地图操作功能为：支持鼠标拖拽、滚轮缩放、双击放大、测距、卫星图层、混合图层等交互功能。

根据本发明，具体地，综合报表功能：支持按时间段、短信内容、发送号码、分布地区等对伪基站提供列表、柱状图、饼图等统计分析。

根据本发明，具体地，短信导出功能：支持按时间段、省或市范围导出所有监测到的伪基站短信。

以上具体实施例仅用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。任何熟悉该领域的工程技术人员根据上述发明内容对本发明所做的一些非本质的改进和调整，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。