移动伪基站定位方法、系统、定位设备及定位服务器的制造方法

移动伪基站定位方法、系统、定位设备及定位服务器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种移动伪基站定位方法、系统、定位设备及定位服务器；方法包括：获取设置于移动伪基站定位区域中至少一个定位设备上传的基站的标识信息，基于所述基站的标识信息进行伪基站判决；将伪基站的标识信息下发至设置于所述移动伪基站定位区域中的定位设备，指示所述定位设备根据所述伪基站的标识信息获取针对所述伪基站的定位测量信息，并根据所述定位测量信息定时确定所述伪基站的位置信息。采用本发明，能够对移动伪基站进行精确实时定位。
【专利说明】
移动伪基站定位方法、系统、定位设备及定位服务器
技术领域
[0001] 本发明涉及通信技术，尤其涉及一种移动伪基站定位方法、系统、定位设备及定位 服务器。
【背景技术】
[0002] 伪基站是一种利用全球移动通信（GSM，Global System for Mobile communication)网络工作原理诱使用户终端进入伪基站网络，从而发送诈骗短信进行诈骗 的无线设备，严重影响用户感知和运营商形象。随着相关监管部门对伪基站打击力度的加 强，原有固定模式的伪基站，逐步转变为更加隐蔽、流动性更强、影响范围更广的移动伪基 站如车载伪基站。
[0003] 相关技术中主要通过以下方式定位伪基站：
[0004] 1)如表1和表2所示，通过详细通话记录（Q)R，Calling Detail Records)信令 流程，发现用户的位置更新流程中存在的可疑位置区码（LAC，Location Area Code);通过 邻LAC获得伪基站大概的地理位置。
[0005]
[0009]表 2
[0010] 2)通过如图la所示的测试手机或图lb所示的扫频仪，获取当前占用小区的LAC、 小区标识（CI，Cell Identity)，如该LAC不属于现网LAC即为伪基站；通过目测方式，结合 信号强度的变化，定位伪基站。
[0011] 相关技术提供的伪基站定位方案对于移动伪基站无法精确定位。

【发明内容】

[0012] 本发明实施例提供一种移动伪基站定位方法、系统、定位设备及定位服务器，能够 对移动伪基站进彳T精确定位。
[0013] 本发明实施例的技术方案是这样实现的：
[0014] 一种移动伪基站定位方法，所述方法包括：
[0015] 获取设置于移动伪基站定位区域中至少一个定位设备上传的基站的标识信息，基 于所述基站标识的信息进行伪基站判决；
[0016] 将伪基站的标识信息下发至设置于所述移动伪基站定位区域中的定位设备，指示 所述定位设备根据所述伪基站的标识信息获取针对所述伪基站的定位测量信息，并根据所 述定位测量信息定时确定所述伪基站的位置信息。
[0017] -种移动伪基站定位方法，所述方法包括：
[0018] 获取基站的标识信息，将所述基站的标识信息发送至定位服务器，所述基站的标 识信息用于供所述定位服务器进行伪基站判决；
[0019] 根据所述定位服务器指示的伪基站的标识信息，定时获取针对所述伪基站的定位 测量信息并发送至所述定位服务器，所述定位测量信息用于供所述定位服务器确定所述伪 基站的位置信息。
[0020] 一种定位服务器，所述定位服务器包括：
[0021] 判决模块，用于获取设置于移动伪基站定位区域中至少一个定位设备上传的基站 的标识信息，基于所述基站的标识信息进行伪基站判决；
[0022] 指令模块，用于将伪基站的标识信息下发至设置于所述移动伪基站定位区域中的 定位设备，指示所述定位设备获取针对所述伪基站的定位测量信息；
[0023] 确定模块，用于根据所述定位测量信息定时确定所述伪基站的位置信息。
[0024] -种定位设备，所述定位设备包括：
[0025] 第一获取模块，用于获取基站的标识信息，将所述基站的标识信息发送至定位服 务器，所述基站的标识信息用于供所述定位服务器进行伪基站判决；
[0026] 第二获取模块，用于根据所述定位服务器指示的伪基站标识的信息，定时获取针 对所述伪基站的定位测量信息并发送至所述定位服务器，所述定位测量信息用于供所述定 位服务器确定所述伪基站的位置信息。
[0027] -种移动伪基站定位系统，包括上述的定位服务器和定位设备。
[0028] 本发明实施例中，基于基站的标识?目息判决基站为伪基站时，指不定位设备利用 伪基站的标识信息锁定伪基站以获取对应伪基站的定位测量信息，当伪基站发生移动时也 能获取针对伪基站的测量定位信息，从而基于定位测量信息定时（定时的精度可以取决于 实时性要求）确定伪基站的位置信息，解决了伪基站发生移动时无法准确定位的问题。
【附图说明】
[0029] 图la为相关技术伪基站探测的设备不意图一；
[0030] 图lb为相关技术伪基站探测的设备不意图_.；
[0031] 图2a为本发明实施例中移动伪基站定位方法的实现流程图一；
[0032] 图2b为本发明实施例中移动伪基站定位方法的实现流程图二；
[0033] 图3为本发明实施例中定位设备的结构示意图一；
[0034] 图4为本发明实施例中定位服务器的结构示意图；
[0035] 图5为本发明实施例中移动伪基站定位系统的结构示意图；
[0036] 图6为本发明实施例中定位设备的结构示意图二；
[0037] 图7为本发明实施例中移动伪基站定位方法的实现流程图三；
[0038] 图8为本发明实施例中移动伪基站定位的场景示意图。
【具体实施方式】
[0039] 发明人在实施本发明的过程中发现，使用相关技术提供的伪基站定位技术手段， 针对目前更加隐蔽、流动性更强、影响范围更广的移动伪基站进行定位，有以下问题：
[0040] 1)定位速度慢
[0041] 相关技术手段定位伪基站需要不断的搜索和定位分析，定位时间长效率低。实际 定位移动伪基站时经常出现伪基站还未精确定位，伪基站已经移动离开定位区域。
[0042] 2)定位精度低
[0043] 使用频谱仪或测试手机进行定位，需要根据波形信号的变化结合不停转动天线来 定位问题源方向和位置，要求技术人员具备较强的现场排查技术能力和经验。
[0044] 如图2a所示，本发明实施例记载一种利用多定位设备进行协同工作，以实现移动 伪基站定位的移动伪基站定位方法，应用于定位服务器，包括以下步骤：
[0045] 步骤201a，获取设置于移动伪基站定位区域中至少一个定位设备上传的基站的标 识信息，基于所述基站的标识信息进行伪基站判决。
[0046] 作为一个实施方式，所述基站的标识信息包括LAC和CI信息；所述基于所述基站 的标识信息进行伪基站判决，包括：检测所述基站LAC、CI信息与运营商自建基站数据库中 的合法基站的LAC、CI是否一致，如果不一致，则判决所述基站为伪基站；如果一致，则判决 所述基站为合法基站；基站的标识信息还可以包括基站的工作频点信息。
[0047] 步骤202a，将伪基站的标识信息下发至设置于所述移动伪基站定位区域中的定位 设备，指示所述定位设备根据所述伪基站的标识信息（如锁定伪基站的工作频点，以接收 来自的伪基站的信号，确定伪基站的信号强度）获取针对所述伪基站的定位测量信息，并 根据所述定位测量信息定时（周期性或周期性）确定所述伪基站的位置信息。
[0048] 作为一个实施方式，所述定位测量信息包括所述定位设备检测到的所述伪基站的 信号强度信息（定位设备基于锁定伪基站的工作频点接收伪基站的信号，从而分析出伪基 站的信号强度）、所述定位设备的平板定向天线的北向夹角（也即平板定向天线的法线方 向与正北方向的夹角）、所述定位设备的位置信息（定位设备可以采用全球卫星定位系统 获取坐标）；
[0049] 所述根据所述定位测量信息定时确定所述伪基站的位置信息，包括：基于所述移 动伪基站定位区域中任意三个所述定位设备所检测到的所述伪基站的信号强度，确定所述 三个定位设备中每个定位设备与所述伪基站的距离；基于所述三个定位设备分别与所述伪 基站的距离、所述三个定位设备的平板定向天线的北向夹角、所述三个定位设备的位置信 息、以及三角定位算法，确定所述伪基站的位置信息；上述处理为定时执行（可以为周期 性，也可以为非周期性）。
[0050] 作为一个实施方式，所述定位设备的平板定向天线的北向夹角对应连线与所述定 位设备参考平面的夹角，所述连线为所述伪基站与所述定位设备之间的直线，所述定位设 备参考平面为所述三个定位设备所形成的平面；
[0051] 所述方法还包括：基于所述定位设备的位置信息、以及所述定位设备的平板定向 天线的北向夹角，调整所述定位设备的位姿（包括调整定位设备的位置和/或姿势），直至 所述定位设备的平板定向天线的法线指向所述伪基站；当定位设备开机后完成在定位服务 器的注册处理流程，包括向定位服务器发送定位设备的平板定向天线的初始北向夹角、定 位设备的初始位置信息；定位服务器后续根据伪基站的位置触发定位设备调整位姿，以使 定位设备中的平板定向天线的法线方向指向伪基站；本实施例中利用三角定位算法确定伪 基站的位置，也即在利用三个定位设备的位置、定位设备至伪基站的距离，以及连线（各定 位设备与伪基站连线）与定位参数参考平面（三个定位设备所处的平面）的夹角确定伪基 站的位置信息。
[0052] 作为一个实施方式，所述方法还包括：基于所述伪基站在至少两个时间节点（也 即定位服务器定时确定伪基站的位置的时刻）的位置信息，确定所述伪基站的移动轨迹以 及移动趋势（例如移动方向）。
[0053] 作为一个实施方式，定位服务器还可以将伪基站的位置信息同步至伪基站定位区 域中设置所有定位设备，以使定位设备结合地理信息系统（GIS，Geographic Information System)以信号方向雷达图、信号强度轨迹图等方式对伪基站的位置、信号强度信息等进行 呈现。
[0054] 与图2a对应地，如图2b所示，本发明实施例还记载一种利用多定位设备进行协同 工作，以实现移动伪基站定位的移动伪基站定位方法，应用于定位设备，包括以下步骤：
[0055] 步骤201b，获取基站的标识信息，将所述基站的标识信息发送至定位服务器，所述 基站的标识信息用于供所述定位服务器进行伪基站判决。
[0056] 定位设备利用内置的平板定向天线接收基站的信息，解析出基站的信息包括基站 的工作频点、LAC、CI信息定时上报至定位服务器，由定位服务器进行伪基站判决；定位设 备的平板定向天线的北向夹角信息可以利用内置的传感器（如陀螺仪）获取并定时输出。
[0057] 步骤202b，根据所述定位服务器指示的伪基站标识的标识信息（可以为伪基站的 工作频点，当具有多个相同工作频点的伪基站时，还可以包括伪基站的LAC、CI信息），定时 获取针对所述伪基站的定位测量信息并发送至所述定位服务器，所述定位测量信息用于供 所述定位服务器确定所述伪基站的位置信息。
[0058] 作为一个实施方式，所述方法还包括：
[0059] 执行所述定位设备调整位姿的指令；其中，所述指令用于触发调整所述定位设备 的位姿，直至所述定位设备的平板定向天线的法线指向所述伪基站。
[0060] 本发明实施例还记载一种定位设备，如图3所示，包括：
[0061] 第一获取模块31，用于获取基站的标识信息，将所述基站的标识信息发送至定位 服务器，所述基站的标识信息用于供所述定位服务器进行伪基站判决；
[0062] 第二获取模块32,用于根据所述定位服务器指示的伪基站的标识信息，定时获取 针对所述伪基站的定位测量信息并发送至所述定位服务器，所述定位测量信息用于供所述 定位服务器确定所述伪基站的位置信息。
[0063] 作为一个实施方式，所述定位设备还包括（图中未示出）：
[0064] 调整模块33(与第二获取模块32耦合），用于执行来自所述定位服务器的调整位 姿的指令；其中，所述指令用于触发调整所述定位设备的位姿，直至所述定位设备的平板定 向天线的法线指向所述伪基站。
[0065] 定位设备中上述模块的硬件实现后续将具体说明。
[0066] 本发明实施例还记载一种定位服务器，如图4所示，包括：
[0067] 判决模块41，用于获取设置于移动伪基站定位区域中至少一个定位设备上传的基 站的标识信息，基于所述基站的标识信息进行伪基站判决；
[0068] 指令模块42,用于将伪基站的标识信息下发至设置于所述移动伪基站定位区域中 的定位设备，指示所述定位设备获取针对所述伪基站的定位测量信息；
[0069] 确定模块43,用于根据所述定位测量信息定时确定所述伪基站的位置信息。
[0070] 作为一个实施方式，所述基站的信息包括LAC和CI信息；
[0071] 所判决模块41还用于检测所述基站的LAC、CI信息与运营商自建基站数据库中的 合法基站的LAC、CI是否一致，如果不一致，则判决所述基站为伪基站；如果一致，则判决所 述基站为合法基站。
[0072] 作为一个实施方式，所述定位测量信息包括所述定位设备检测到的所述伪基站的 信号强度信息、所述定位设备的平板定向天线的北向夹角、所述定位设备的位置信息；
[0073] 所述确定模块43还用于基于所述移动伪基站定位区域中任意三个所述定位设备 所检测到的所述伪基站的信号强度，确定所述三个定位设备中每个定位设备与所述伪基站 的距离；
[0074] 基于所述三个定位设备分别与所述伪基站的距离、所述三个定位设备的平板定向 天线的北向夹角、所述三个定位设备的位置信息、以及三角定位算法，确定所述伪基站的位 置信息。
[0075] 作为一个实施方式，所述定位设备的平板定向天线的北向夹角对应连线与所述定 位设备的参考平面的夹角，所述连线为所述伪基站与所述定位设备之间的直线，所述定位 设备参考平面为所述三个定位设备所形成的平面；
[0076] 所述指令模块42还用于基于所述定位设备的位置信息、以及所述定位设备的平 板定向天线的北向夹角，调整所述定位设备的位姿，使所述定位设备的平板定向天线的法 线指向所述伪基站。
[0077] 作为一个实施方式，所述确定模块43还用于基于所述伪基站在至少两个时间节 点的位置信息，确定所述伪基站的移动轨迹以及移动趋势。
[0078] 实际应用中，判决模块41、指令模块42、确定模块43可由定位服务器中的微处理 器（MCU)、逻辑可编程门阵列（FPGA)或专用集成电路（ASIC)实现。
[0079] 本发明实施例还记载一种移动伪基站定位系统，如图5所示，包括至少三个定位 设备10以及定位服务器20 ;
[0080] 其中，定位设备10,用于获取基站的标识信息，将所述基站的标识信息发送至定位 服务器，所述基站的标识信息用于供所述定位服务器20进行伪基站判决；
[0081] 根据所述定位服务器20指示的伪基站的标识信息，定时获取针对所述伪基站的 定位测量信息并发送至所述定位服务器20,所述定位测量信息用于供所述定位服务器20 确定所述伪基站的位置信息；
[0082] 定位服务器20,用于获取设置于移动伪基站定位区域中至少一个定位设备上传的 基站的标识信息，基于所述基站的信息进行伪基站判决；
[0083] 将伪基站的标识信息下发至设置于所述移动伪基站定位区域中的定位设备10,指 示所述定位设备10根据所述伪基站的标识信息获取针对所述伪基站的定位测量信息，并 根据所述定位测量信息定时确定所述伪基站的位置信息。
[0084] 作为一个实施方式，定位设备10还用于执行调整位姿的指令；其中，所述指令用 于触发调整所述定位设备10的位姿，直至所述定位设备10的平板定向天线的法线指向所 述伪基站。
[0085] 作为一个实施方式，所述基站的标识信息包括LAC和CI信息；
[0086] 定位服务器20还用于检测所述基站LAC、CI信息与运营商自建基站数据库中的合 法基站的LAC、CI是否一致，如果不一致，则判决所述基站为伪基站；如果一致，则判决所述 基站为合法基站。
[0087] 作为一个实施方式，所述定位测量信息包括所述定位设备10检测到的所述伪基 站的信号强度信息、所述定位设备10的平板定向天线的北向夹角、所述定位设备10的位置 信息；
[0088] 定位服务器20还用于基于所述三个所述定位设备10所检测到的所述伪基站的信 号强度，确定所述三个定位设备10中每个定位设备10与所述伪基站的距离；
[0089] 基于所述三个定位设备10分别与所述伪基站的距离、所述三个定位设备10的平 板定向天线的北向夹角、所述三个定位设备10的位置信息、以及三角定位算法，确定所述 伪基站的位置信息。
[0090] 作为一个实施方式，所述定位设备10的平板定向天线的北向夹角对应连线与所 述定位设备10的参考平面的夹角，所述连线为所述伪基站与所述定位设备10之间的直线， 所述定位设备参考平面为所述三个定位设备10所形成的平面；
[0091] 定位服务器20还用于基于所述定位设备10的位置信息、以及所述北向夹角，调整 所述定位设备10的位姿，直至所述定位设备10的平板定向天线的法线指向所述伪基站。
[0092] 作为一个实施方式，定位服务器20还用于基于所述伪基站在至少两个时间节点 的位置信息，确定所述伪基站的移动轨迹以及移动趋势。
[0093] 作为一个实施方式，所述基站的标识信息包括LAC和CI信息；
[0094] 定位服务器20还用于检测所述基站LAC、CI信息与运营商自建基站数据库中的合 法基站的LAC、CI是否一致，如果不一致，则判决所述基站为伪基站；如果一致，则判决所述 基站为合法基站。
[0095] 作为一个实施方式，所述定位测量信息包括所述定位设备10检测到的所述伪基 站的信号强度信息、所述定位设备10的平板定向天线的北向夹角、所述定位设备10的位置 信息；
[0096] 定位服务器20还用于基于所述移动伪基站定位区域中任意三个所述定位设备10 所检测到的所述伪基站的信号强度，确定所述三个定位设备10中每个定位设备10与所述 伪基站的距1? ;
[0097] 基于所述三个定位设备10分别与所述伪基站的距离、所述三个定位设备10的平 板定向天线的北向夹角、所述三个定位设备10的位置信息、以及三角定位算法，确定所述 伪基站的位置信息。
[0098] 作为一个实施方式，所述定位设备10的平板定向天线的北向夹角对应所述伪基 站与所述定位设备10参考平面的夹角，所述定位设备10参考平面为所述至少三个定位设 备10所形成的平面；
[0099] 定位服务器20还用于基于所述定位设备10的位置信息、以及所述定位设备10的 平板定向天线的北向夹角，调整所述定位设备10的位姿，直至所述定位设备10的平板定向 天线的法线指向所述伪基站。
[0100] 作为一个实施方式，定位服务器20还用于基于所述伪基站在至少两个时间节点 的位置信息，确定所述伪基站的移动轨迹以及移动趋势。
[0101] 定位设备1〇的结构与图3所示的定位设备的结构一致，定位服务器20的结构与 图4所示的定位服务器的结构一致，这里不再赘述。
[0102] 下面结合实际应用中移动伪基站定位系统的具体实现以及移动伪基站定位系统 的进行移动伪基站定位流程进行说明。
[0103] 如图5所示，伪基站定位系统包括至少3个定位设备10、以及定位服务器20 ;定位 设备10可由人员携带或选择位置固定设置，用于实现移动伪基站的探测、定向和定位，并 将定位信息回传给定位服务器20 ;定位服务器20通过分析定位设备回传的定位测量信息， 确定移动伪基站的位置，将移动伪基站的位置信息返回定位设备10,供定位设备10显示移 动伪基站的位置。
[0104] 如图6所示，定位设备10包括：平板定向天线601、DSP模块602、陀螺仪模块603、 GPS模块604、显示控制模块605、分析模块606和通信模块607 ;其中，第一获取模块31对 应平板定向天线601、DSP模块602和通信模块607 ;第二获取模块32对应平板定向天线 601、DSP模块602、陀螺仪模块605、GPS模块604和通信模块607 ;
[0105] 定位设备10中各模块的说明如下：
[0106] 1)平板定向天线601
[0107] 可以采用贴片式天线结构，用于接收全球移动通信系统（GSM，Global System for Mobile)频段的无线信号，并检测出基站的无线信号的方位信息。
[0108] 2)DSP 模块 602
[0109] 用于对GSM频段的无线信号进行处理，DSP模块602通过平板定向天线601获取 基站的广播控制信道信息（承载于GSM频段的无线信号中），并按照GSM协议规范进行解 析，获得广播控制信道信息中的基站信息如LAC、Cl ;DSP模块602还可以根据平板定向天线 601接收的无线信号计算基站的信号强度，并输出基站的信息，包括基站的工作频点、LAC、 CI、以及基站的信号强度。
[0110] 3)陀螺仪模块603
[0111] 陀螺仪模块603包括依次连接的陀螺仪传感器、带通滤波器、模拟信号/数字信号 转换器（A/D，Analog to Digital Converter)和串行外设接口（SPI，Serial Peripheral Interface)接口电路，陀螺仪传感器用于测量定位设备10的转动角速度和/或角度，并输 出表征定位设备10的转动角速度和/或角度的模拟信号，模拟信号经过依次串联的带通滤 波器、A/D转换器和SPI接口电路的处理，其中，带通滤波器将陀螺仪传感器模拟信号进行 滤波采样，然后经过A/D转换器进行模数转化后得到数字信号，将数字信号以串行方式输 出。
[0112] 陀螺仪模块603根据平板定向天线601的水平转动（平板定向天线601的水平转 动与定位设备10的水平转动同步），在水平转动每变化20°的时刻输出平板定向天线601 的北向夹角（北向夹角是指平板定向天线601的法线与正北方向的夹角）信息，DSP模块 602可以在陀螺仪模块603输出北向夹角信息的时刻同步输出基站的信号强度信息。
[0113] 4)GPS 模块 604
[0114] 可支持同时和20颗卫星建立通讯，以获取GPS模块604所归属的定位设备10的 位置信息（可以采用GPS坐标的形式），并输出定位设备10的位置信息。
[0115] 5)显示控制模块605
[0116] 从信息分析模块105获得基站的位置信息和信号强度信息后，结合地理信息系统 (GIS，Geographic Information System)地图，以信号方向雷达图、信号强度轨迹图等方式 对基站的位置和信号强度在显示界面进行直观呈现；同时可支持通过显示界面获取用户指 示的伪基站，以触发DSP模块602持续获取伪基站的信息，包括伪基站的工作频点、LAC、CI 和信号强度信息。
[0117] 6)分析模块606
[0118] 分析模块606用于结合平板定向天线601的北向夹角信息、以及基站的信号强度 信息进行综合分析，以使显示控制模块605在地理信息系统（GIS，Geographic Information System)地图上显示平板定向天线601的北向夹角以及基站的信号强度。
[0119] 分析模块606还用于基于伪基站（伪基站可以由定位服务器20确定并将为伪基 站的工作频点、LAC、CI下发至通信模块607 ;伪基站也可以在显示控制模块605显示基站 的信息时由人工指定）的信号强度信息确定定位设备10与伪基站之间的距离；距离d(单 位：米）与当前测量所得伪基站信号强度值、伪基站初始信号强度值、信号衰减系数之间的 关系如下所示：
[0120] Pn (dBm) = P0 (dBm) -10np (山/d。）+xa
[0121] 其中P。为伪基站初始信号强度，Pn为当前测量所得伪基站信号强度，xas环境对 信号的衰减系数，最佳范围为3. 25~4. 5,对于运动的物体，通过平均值滤波能够提高测量 精度，山是测试点和伪基站之间的欧氏距离，d。预设的参考距离值。
[0122] 7)通信模块607
[0123] 可以采用3G或WiFi的方式实现与定位服务器20之间的双向信息通信，将定位测 量信息（包括：GPS模块604确定的定位设备10的位置信息；陀螺仪模块603输出的北向 夹角信息；DSP模块602确定的基站的信号强度信息、基站工作频点）实时上传给定位服务 器20,接收定位服务器20下发的伪基站定位协同计算结果（包括伪基站的位置信息、信号 强度信息、工作频点、LAC、CI)发送至分析模块606进行分析，以使显示控制模块605结合 GIS地图，以信号方向雷达图、信号强度轨迹图等方式对伪基站的位置和信号强度进行直观 呈现，并触发DSP模块602锁定伪基站的工作频点，以输出伪基站的位置信息和信号强度信 息。
[0124] 下面对多定位设备10协同定位伪基站流程进行说明，通过在多个定位设备10进 行协同工作的方式，实现对移动伪基站的精确定位，处理包括：多个定位设备10与定位服 务器20协同工作，提高伪基站定位的实时性；在多个定位设备10协同工作的基础上，使用 专用算法实现移动伪基站轨迹呈现和运动趋势呈现。
[0125] 一、设置定位设备10
[0126] 伪基站定位系统中需要设置至少3个定位设备10 (图6中以设置4个定位设备10 为例）在伪基站活动区域，每台定位设备10相距300米（对应最佳覆盖距离），每台定位 设备10内置的平板定向天线601的法线方向，指向3个定位设备10所组成三角形的中心 点（对应伪基站）；本发明实施例中使用至少3个定位设备10进行协同工作，增加定位设 备10的数量可以提尚定位伪基站的精确性。
[0127] 二、利用多个定位设备10定位伪基站
[0128] 如图7所示，利用多个（至少3个）定位设备10定位伪基站可以通过以下步骤实 现：
[0129] 步骤701，各定位设备10初始化和定位服务器20初始化。
[0130] 定位服务器20开启后开启通信功能，确保定位服务器20和所有定位设备10实现 双向信息通信，定位设备10开启后，触发自身的通信模块607,与定位服务器20建立信息通 信连接（可以为3G网络连接或WiFi连接），确保能和定位服务器20实现双向信息通信。
[0131] 步骤702,各定位设备10向定位服务器20发送定位设备10的初始位置信息和初 始北向夹角信息。
[0132] 在各定位设备10中，通信模块607将GPS模块604输出的定位设备10的初始位 置信息（可以采用GPS坐标的形式）、陀螺仪模块603输出的平板定向天线601的初始北向 夹角信息发送至定位服务器。
[0133] 步骤702中，各定位设备10中的分析模块606还可以利用定位设备10内置的GPS 模块604输出的位置信息和陀螺仪模块603输出的北向夹角信息进行综合分析得到定位设 备10的位置以及平板定向天线601的北向夹角，以使显示控制模块通过GIS地图显示定位 设备10的位置和平板定向天线601的北向夹角。
[0134] 步骤703,各定位设备10响应定位服务器20下达的伪基站定位指令，向定位服务 器20发送检测到的基站的信息。
[0135] 各定位设备10中的通信模块607向定位服务器20发送基站的以下信息：基站工 作频点信息、基站的LAC和CI ;还可以发送基站的信号强度信息。
[0136] 步骤704,定位服务器20根据各定位设备10发送的基站的信息检测伪基站，当检 测出伪基站时指示各定位设备10获取伪基站的定位测量信息。
[0137] 当定位服务器20从某一定位设备10收到基站的LAC、CI信息，与定位服务器20 内置的运营商自建基站数据库中的合法基站的LAC、CI信息不一致时，则确定基站为伪基 站；此时定位服务器20将该伪基站的工作频点、LAC和CI信息下发至各定位设备10,使各 定位设备10锁定伪基站工作频点，以实现对该伪基站的持续监控，获取定位测量信息，包 括各定位设备10的位置信息；各定位设备10的定向天线101的北向夹角信息；各定位设备 10检测到的伪基站的信号强度信息。
[0138] 步骤705,各定位设备10获取伪基站的定位测量信息，并发送给定位服务器20。
[0139] 各定位设备10中，GPS模块604输出定位设备10的位置信息；陀螺仪模块603输 出平板定向天线601的北向夹角信息；DSP模块602输出伪基站的信号强度信息；通信模块 607将上述输出的信息以1秒为周期发送给定位服务器20。
[0140] 步骤706,定位服务器20根据多个（至少3个）定位设备10发送的定位测量信 息，对伪基站进行跟踪定位（例如，以秒为周期实时确定伪基站的位置）。
[0141] 定位服务器20每1秒钟，收到至少3个定位设备10分别发送的1组伪基站的定 位测量信息（包括3个定位设备10中各定位设备10的位置信息、各定位设备10内置的平 板定向天线601的北向夹角信息、伪基站的信号强度信息），结合至少3个定位设备10中各 定位设备10的初始位置信息、以及各定位设备10内置的平板定向天线601的初始北向夹 角信息，利用三边定位算法，即可计算出伪基站的位置（可以采用GPS坐标的形式），3个定 位设备10获取的定位测量信息的一个示例如表3所示（定位设备10的位置未示出）。
[0142]
[0143] 表 3
[0144] 步骤707,定位服务器20将伪基站的位置信息发送给各定位设备10,由各定位设 备10结合GIS地图实时显示伪基站的位置。
[0145] 定位服务器20可以将伪基站的位置信息以GPS坐标的形式通过网络以1秒周期 下发给各定位设备10,通过定位设备10内置的显示控制模块605结合GIS地图，实时显示 出伪基站的位置。
[0146] 需要指出的是，为提高伪基站定位精确性和速度，伪基站定位系统使用至少三个 定位设备10进行协同工作，多台定位设备10之间信息的交互通过定位服务器20转发实 现。每台定位设备10需要和定位服务器20建立双向信息通道（可以采用GPRS、3G、4G等 数据连接方式），定位设备10将伪基站信号强度信息周期性上传到定位服务器20,由定位 服务器20进行计算后，将控制指令下发到各定位设备10。
[0147] 为提高多个定位设备10之间协同工作的效率，可以设置定位设备10与定位服 务器20之间的交互协议，交互协议可以采用可扩展标记语言（XML，extensible Markup Language)数据结构，用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言，可以用来标记信息、 定义类型，是一种允许用户对自己的标记语言进行定义的源语言，该协议优点在于：能方便 的将机器指令和自然语言相对应，方便现场指挥，提高定位工作效率；协议扩展性高，后期 可通过在定位设备上增加其他传感器，以提高定位准确性；
[0148] 基于设置的交互协议，与上述步骤701至步骤707对应地，定位系统中的定位设备 10以及定位服务器20之间协同定位伪基站工作流程如下：
[0149] 步骤801，各定位设备10在进行初始化时，将定位设备10的初始位置信息（GPS坐 标）、内置平板定向天线601的初始北向夹角信息发送到定位服务器20,完成各定位设备10 的注册。
[0150] 步骤802,定位服务器20将所有已注册定位设备10的初始位置信息、平板定向天 线601的初始北向夹角在各定位设备10之间同步，以便让各定位设备10获知其他定位设 备10在整个伪基站定位区域的覆盖情况。
[0151] 步骤803,定位设备10周期性将周边基站的信息（包括LAC、CI、工作频点信息） 上传到定位服务器20,上传周期可以为1秒。
[0152] 步骤804,定位服务器20根据基站LAC、CI信息，以及上传信息的定位设备10的 位置信息（GPS坐标），结合运营商自建基站数据库，判断基站是否为伪基站，如为伪基站， 则将伪基站工作频点（还可以发送伪基站LAC、CI信息）下发给所有定位设备10,并指示 所有定位设备10锁定伪基站工作频点。
[0153] 步骤805,各定位设备10在锁定伪基站工作频点后，周期性向定位服务器20上传 定位测量信息。
[0154] 包括各定位设备10的位置信息（可以采用GPS坐标）、伪基站信号强度信息、各定 位设备10内置平板定向天线601的北向夹角信息，上传周期可为每1秒一次。
[0155] 步骤806,定位服务器20根据各定位设备10上传的定位测量信息，确定每一时间 节点（每个周期）伪基站的位置信息（GPS坐标），通过GIS地图进行显示，同时将伪基站的 位置信息同步给所有的定位设备10。
[0156] 由于伪基站处于移动状态中，需要不断调整各定位设备10的平板定向天线，使各 定位设备10的平板定向天线的法线方向指向伪基站；因此定位服务器20可通过交互协议， 针对某一定位设备10下发姿态调整指令，包括调整定位设备10位置和/或调整定位设备 10平板定向天线10的指向（也即调整北向夹角）。
[0157] 定位服务器20基于至少三个定位设备10与伪基站的距离、以及定位设备10的北 向夹角、结合三边定位算法确定伪基站的位置，基于至少两个时间节点的伪基站的位置进 而可以确定伪基站的运动趋势，以下进行说明。
[0158] 1)各定位设备10确定自身与伪基站之间的距离。
[0159] 定位设备10通过所获取的伪基站的接收信号强度指示（RSSI，Received Signal Strength Indication)确定伪基站的信号强度，基于伪基站的信号强度确定与伪基站之间 的距离，距离dlCl(单位：米）与当前测量所得伪基站信号强度值、伪基站初始信号强度值、 信号衰减系数之间的关系如下所示：
[0160] Pn (dBm) = P0 (dBm) -10np (山/d。）+xa
[0161] 其中P。为伪基站初始信号强度，Pn为当前测量所得伪基站信号强度，XaS环境对 信号的衰减系数，最佳范围为3. 25~4. 5,山是定位设备10和伪基站之间的欧氏距离，d。 预设的参考距离值；对于运动的伪基站，通过平均值滤波能够提高测量精度。
[0162] 2)基于至少3个定位设备10与伪基站的距离，采用三边定位算法确定伪基站的位 置。
[0163] 基于3个定位设备10上传的信号强度信息可以对应确定定位设备10与伪基站的 距离，使用三边定位算法确定伪基站的位置，即通过三个测量点坐标（对应三个定位设备 10的位置）和待定位点（对应伪基站）之间的距离以及夹角信息（由于平板定向天线601 的法线指向伪基站，因此北向夹角等同于定位设备10与伪基站的夹角）来计算待定位点的 坐标，当待定位点与至少三个测量点之间的距离以及夹角确定时，就可确定待定位点的坐 标。在使用基于距离的定位技术时，需要多个测量点协同工作，才能精确的确定待定位点的 位置信息。
[0164] 用测量到的一组数值建立计算方程，那么计算方程的个数会大于变量的个数，此 时可使用极大似然法来获取最小均方差意义上的估算值。
[0165] 在无线网络中，只要知道待测量点与三个测量点之间的距离和夹角信息就可以计 算出待测量点的位置信息。例如，三个测量点的坐标为（X a，Ya)、（Xb，Yb)、α，Υ。)，待测量点 坐标为（Χ，γ)，待测量点与三个测量点之间的距离为d a、db、d。，根据三边定位算法公式，可得 到如下方程组：
[0166]
[0167] 由于多边定位算法是一组圆的方程，因测量存在误差，这组圆不能交于一点，则方 程组无解，因此需要将多边测量定位算法方程式线性化，使用最小均方差估计算法进行进 一步求解。
[0168]
[0169] 如此便可得到待测量点也即伪基站的坐标。
[0170] 3)伪基站的移动轨迹及运动趋势
[0171] 3. 1)各定位设备10周期性将各自获取的定位测量信息上传到定位服务器20,包 括：定位设备10获取的伪基站信号强度信息；定位设备10内置的平板定向天线601的北向 夹角信息；定位设备10与伪基站的距离信息；定位设备10的位置（GPS坐标）；定位测量信 息以1秒钟为周期上传到定位服务器20。
[0172] 3. 2)定位服务器20在定位设备10发送的信号强度信息后，利用上述三角定位算 法，计算出伪基站在某一时间节点上的位置（采用GPS坐标）并发送至定位设备10,使定位 设备10在GIS地图上进行标注，如图6中伪基站X为伪基站在某一时间节点上的位置。
[0173] 3, 3)多次执行步骤3. 2)获得多个时间节点伪基站的位置信息，并在GIS地图上进 行标注，定位服务器20可以获得伪基站的移动轨迹信息，并实时同步给各定位设备10。
[0174] 3. 4)在确定伪基站移动轨迹的基础上，定位服务器20可根据最近的两个时间节 点的伪基站的位置信息（GPS坐标），计算出伪基站的运动趋势；定位服务器20根据最近两 个时间节点的伪基站的位置信息，可以计算出伪基站移动的方向信息以及速度信息，同时 定位服务器20根据伪基站移动的方向和速度可以计算出伪基站的运动趋势，并发送至定 位设备10,使定位设备10在GIS地图上进行标注，如图8中黑色粗线条车辆的位置即为预 测的伪基站移动位置；定位服务器20通过不断接收定位设备10上传的定位测量信息，结合 上述三边定位算法，计算伪基站的位置（GPS位置），同时根据最近的（两个或以上）时间节 点伪基站的位置信息计算伪基站的运动趋势，并在GIS地图上进行标注。
[0175] 综上所述，本发明的基于多定位设备协同定位伪基站，利用多定位设备协同工作 以及定位算法，从而实现对伪基站运行轨迹的监控和运行趋势的预判，为针对车载移动伪 基站的精确定位提供了技术工具。
[0176] 1)为应对车载伪基站移动较快、活动区域广的问题，使用多台定位设备，通过信息 网络进行组网协同工作，不仅可以扩大伪基站检测范围，同时利用多台定位设备的信号强 度信息，基于三边定位算法，大大提高对伪基站定位的精确度和定位速度；
[0177] 2)为应对车载伪基站移动较快的问题，实时收集所有定位设备的信号强度信息， 经过计算后，在GIS地图上标记出每个时间节点（与信号强度信息的采样周期对应）车载 移动伪基站的位置信息，形成伪基站移动轨迹图；同时根据最近的两次（或多次）伪基站定 位GPS坐标信息，计算出伪基站的移动趋势，方便伪基站定位指挥人员及时对定位设备的 设置位置进行调整，提高伪基站抓捕效率。
[0178] 3)定位设备和定位服务器之间采用交互式协议进行通讯，协议能够满足设备定位 趋势描绘的相关需求。
[0179] 4)与已有伪基站定位工具相比，通过集成的陀螺仪模块可以方便的获得平板定向 天线的北向夹角信息，根据平板天线在不同姿态下所接收信号强弱变化，进而精确的获得 伪基站信号的方位信息。
[0180] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过 程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序 在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、随机 存取存储器（RAM，Random Access Memory)、只读存储器（ROM，Read-Only Memory)、磁碟或 者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0181] 或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品 销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施 例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来， 该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以 是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。 而前述的存储介质包括：移动存储设备、RAM、R0M、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码 的介质。
[0182] 以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种移动伪基站定位方法，其特征在于，所述方法包括： 获取设置于移动伪基站定位区域中至少一个定位设备上传的基站的标识信息，基于所 述基站标识的信息进行伪基站判决； 将伪基站的标识信息下发至设置于所述移动伪基站定位区域中的定位设备，指示所述 定位设备根据所述伪基站的标识信息获取针对所述伪基站的定位测量信息，并根据所述定 位测量信息定时确定所述伪基站的位置信息。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站的标识信息包括可疑位置区码LAC 和小区标识CI信息； 所述基于所述基站的标识信息进行伪基站判决，包括： 检测所述基站LAC、CI信息与运营商自建基站数据库中的合法基站的LAC、CI是否一 致，如果不一致，则判决所述基站为伪基站；如果一致，则判决所述基站为合法基站。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位测量信息包括所述定位设备检测 到的所述伪基站的信号强度信息、所述定位设备的平板定向天线的北向夹角、所述定位设 备的位置信息； 所述根据所述定位测量信息定时确定所述伪基站的位置信息，包括： 基于所述移动伪基站定位区域中任意三个所述定位设备所检测到的所述伪基站的信 号强度，确定所述三个定位设备中每个定位设备与所述伪基站的距离； 基于所述三个定位设备分别与所述伪基站的距离、所述三个定位设备的平板定向天线 的北向夹角、所述至少三个定位设备的位置信息、以及三角定位算法，确定所述伪基站的位 置信息。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述定位设备的平板定向天线的北向夹角 对应连线与所述定位设备的参考平面的夹角，所述连线为所述伪基站与所述定位设备之间 的直线，所述定位设备参考平面为所述三个定位设备所形成的平面； 所述方法还包括： 基于所述定位设备的位置信息、以及所述定位设备的平板定向天线的北向夹角，调整 所述定位设备的位姿，直至所述定位设备的平板定向天线的法线指向所述伪基站。5. 如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 基于所述伪基站在至少两个时间节点的位置信息，确定所述伪基站的移动轨迹以及移 动趋势。6. -种移动伪基站定位方法，其特征在于，所述方法包括： 获取基站的标识信息，将所述基站的标识信息发送至定位服务器，所述基站的标识信 息用于供所述定位服务器进行伪基站判决； 根据所述定位服务器指示的伪基站的标识信息，定时获取针对所述伪基站的定位测量 信息并发送至所述定位服务器，所述定位测量信息用于供所述定位服务器确定所述伪基站 的位置信息。7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 执行所述定位设备调整位姿的指令；其中，所述指令用于触发调整所述定位设备的位 姿，直至所述定位设备的平板定向天线的法线指向所述伪基站。8. -种定位服务器，其特征在于，所述定位服务器包括： 判决模块，用于获取设置于移动伪基站定位区域中至少一个定位设备上传的基站的标 识信息，基于所述基站的标识信息进行伪基站判决； 指令模块，用于将伪基站的标识信息下发至设置于所述移动伪基站定位区域中的定位 设备，指示所述定位设备获取针对所述伪基站的定位测量信息； 确定模块，用于根据所述定位测量信息定时确定所述伪基站的位置信息。9. 如权利要求8所述的定位服务器，其特征在于，所述基站的信息包括可疑位置区码 LAC和小区标识CI彳目息； 所判决模块还用于检测所述基站的LAC、CI信息与运营商自建基站数据库中的合法基 站的LAC、CI是否一致，如果不一致，则判决所述基站为伪基站；如果一致，则判决所述基站 为合法基站。10. 如权利要求8所述的定位服务器，其特征在于，所述定位测量信息包括所述定位设 备检测到的所述伪基站的信号强度信息、所述定位设备的平板定向天线的北向夹角、所述 定位设备的位置信息； 所述确定模块还用于基于所述移动伪基站定位区域中任意三个所述定位设备所检测 到的所述伪基站的信号强度，确定所述三个定位设备中每个定位设备与所述伪基站的距 离； 基于所述三个定位设备分别与所述伪基站的距离、所述三个定位设备的平板定向天线 的北向夹角、所述三个定位设备的位置信息、以及三角定位算法，确定所述伪基站的位置信 息。11. 如权利要求10所述的定位服务器，其特征在于，所述定位设备的平板定向天线的 北向夹角对应连线与所述定位设备的参考平面的夹角，所述连线为所述伪基站与所述定位 设备之间的直线，所述定位设备参考平面为所述三个定位设备所形成的平面； 所述指令模块还用于基于所述定位设备的位置信息、以及所述北向夹角，调整所述定 位设备的位姿，使所述定位设备的平板定向天线的法线指向所述伪基站。12. 如权利要求8至11任一项所述的定位服务器，其特征在于，所述确定模块还用于 基于所述伪基站在至少两个时间节点的位置信息，确定所述伪基站的移动轨迹以及移动趋 势。13. -种定位设备，其特征在于，所述定位设备包括： 第一获取模块，用于获取基站的标识信息，将所述基站的标识信息发送至定位服务器， 所述基站的标识信息用于供所述定位服务器进行伪基站判决； 第二获取模块，用于根据所述定位服务器指示的伪基站标识的信息，定时获取针对所 述伪基站的定位测量信息并发送至所述定位服务器，所述定位测量信息用于供所述定位服 务器确定所述伪基站的位置信息。14. 如权利要求13所述的定位设备，其特征在于，所述定位设备还包括： 调整模块，用于执行来自所述定位服务器的调整位姿的指令，提示调整所述定位设备 的位姿，直至所述定位设备的平板定向天线的法线指向所述伪基站。15. -种移动伪基站定位系统，其特征在于，包括权利要求8至12任一项所述的定位服 务器、以及权利要求13至14任一项所述的定位设备。
【文档编号】H04W12/12GK105992210SQ201510066693
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月9日
【发明人】刘宁, 张巧琳, 隋江雨, 陈世旭, 姚执光, 田华锋, 左华汉
【申请人】中国移动通信集团湖北有限公司