被困人员手机搜寻定位的方法_3

文档序号:8302289阅读:来源:国知局
建立的网络,实现与周边手机的通讯功能。在伪基站与手机实现通讯的过程中,可以获得手机信号的各种参数,以作为定位算法的基础。
[0056]3)数据分析模块,将汇总伪基站系统手机的信息、后端发来的指挥信息、地形信息等,运行定位算法,得出寻找手机的坐标。
[0057]S103,通过全向天线和定向天线对目标区域中的手机进行探测,以获取目标区域中手机的位置数据、方向数据和信号强度数据。
[0058]S104,根据目标区域中手机的位置数据、方向数据和信号强度数据对手机进行定位。
[0059]其中,在本发明的一个实施例中,伪基站可以为多台,使用基于RSSI数据经过RSSI定位算法、AOA定位算法、SSDOA定位算法得出手机的估计位置。
[0060]进一步地,在本发明的一个实施例中,RSSI定位算法将伪基站收集的手机信号强度信息结合Hata-Okumura信号传播模型获得手机与伪基站的空间距离,Hata-Okumura模型基本传输损耗模式为:
[0061]Lb= 69.55+26.161gf-13.821ogh b- a (hj + (44.9_6.551ghb) lgd,
[0062]其中,Lb为市区准平滑地形点播传播损耗中值(dB),f为工作频率(MHZ),h b为基站天线有效高度(m),!^为移动台天线有效高度(m),a (h J为移动台天线高度因子。
[0063]具体地,上述基站信号模块可以收集手机信号的各种参数,并且在使用八木天线条件下,还可以获取信号的方向性信息。
[0064]手机的定位计算可以基于RSSI定位算法、基于AOA定位算法;基于SSDOA定位算法。
[0065]其中,基于RSSI的定位算法是指,将伪基站收集的手机信号强度信息,结合Hata-Okumura信号传播模型获得手机与伪基站的空间距离。其中Hata-Okumura模型基本传输损耗模式为:
[0066]Lb= 69.55+26.161gf-13.821ogh b- a (hm) + (44.9-6.55Ighb) lgd
[0067]Lb:市区准平滑地形点播传播损耗中值(dB);
[0068]f:工作频率(MHZ);
[0069]hb:基站天线有效高度(m);
[0070]hffl:移动台天线有效高度(m);
[0071]a (hm):移动台天线高度因子。
[0072]进一步地,对于大城市,移动台天线高度因子为:
[0073]a (hm) = 8.29[lg(l.54hm)]2-l.1dB f ( 200MHz ;
[0074]a (hm) = 3.2[lg(ll.75hm)]2-4.97dB 400MHz ^ f ^ 1500MHz。
[0075]当匕在1.5-4m之间,上面两式基本一致。
[0076]对于中小城市:
[0077]a (hm) = (1.llgf-0.7)hm-(l.561gf_0.8);
[0078]对于郊区:
[0079]Lbs= Lb(市区)-2[lg(f/28)]2-5.4 ;
[0080]对于开阔地:
[0081]Lbq= Lb (市区)-4.78 (Igf) 2+18.331gf-40.94。
[0082]根据伪基站在不同位置时的间距,可以通过三角定位算法计算出手机坐标。
[0083]基于AOA的算法是指,在通过八木天线根据RSSI在不同天线方向时的强度变化来获取伪基站在不同位置的手机信号来源后,可以通过两点的手机信号方向延长线交叉点获得手机位置坐标。
[0084]手机在废墟下时,信号从废墟下传播到外界存在一个固定的损耗。在无法检测所有手机对应的损耗时,可以通过基于SSDOA的算法来减少基于RSSI的算法的误差。根据SSDOA的算法,一个手机不同点的伪基站存在着信号强度差距,可以由此画出一个双曲线。三点间的两个双曲线家差点即为手机位置坐标。
[0085]在本发明的一个具体实施例中,参照图5所示,在野外发生雪灾、山洪、滑坡、泥石流等灾害时,救援人员携带伪基站赶到现场后,首先通过频点扫描程序来探测灾害区域内的无线信号环境,通过探测结果判断灾害区域内的固定通信基站的情况。
[0086]没有无线信号代表周边固定通信基站受到灾害破坏而无法工作,伪基站选择空闲频点,设置相关参数,建立移动救援网络;如果侦测到GSM-900MHZ频段的无线信号,说明周边尚存有正在工作的固定通信基站,伪基站进一步侦听周边无线信号处于什么频点、强度以及其它参数,然后在OpenBTS中设置与固定通信网络近似的参数(工作频点、国家码、地区码等),然后建立移动救援网络。
[0087]在大规模灾害时,使用多台伪基站的情况下。在后端将对各个伪基站所需要搜索的范围进行分割,安排每一个伪基站使用者的任务。
[0088]伪基站建立起救援网络后,首先向覆盖区域发送广播消息,在周边固定通信基站受损的区域,手机收到广播消息后,直接接入救援网络;在周边有正常工作的固定通信基站的区域,由于伪基站在其覆盖范围内的发射功率要大于固定基站的信号强度,因此伪基站发出的广播消息诱使灾害区域内的手机自认为发生了位置移动,进入了新的通信小区,进而主动向伪基站发送位置更新请求,接入伪基站建立起的移动救援网络。而后可以通过伪基站获取手机的頂SI等信息。
[0089]完成一个区域内的手机探测与数量统计后,便携式伪基站能快速移动到下一区域,继续进行搜索工作,多台便携式伪基站协同搜索,直至完成整个灾害区域内的手机信号探测和数量统计工作。
[0090]由于MSI具有全球唯一的标识,因此伪基站通过统计接入救援网络手机的MSI个数,就能够得到准确的手机数量,避免因同一手机多次发送入网请求而造成的重复计数冋题。
[0091]初步探测手机数量后,需要对手机进行较精确地定位。定位工作可以分为以下三个方面:
[0092]A)基于定向天线的全体手机搜索:使用全向天线遍历搜寻区域后,已经获得了足够的基于全向天线的定位数据。为了增加手机定位的精度,进一步使用定向天线搜索周边的手机,获得手机的信号来源方向等信息,用于定位计算。
[0093]B)对于有特殊电磁波传播性质的区域,如地下室等,需要进行有针对性的单独的定位搜索工作,使用与一般受灾区域不同的定位计算方法。
[0094]C)为了提高定位精度,可以基于其他救灾人员共享的周围环境信息,进而在运算系统中更新周边环境数据,提高定位精确度。
[0095]在伪基站与目标手机间的通讯过程当中可以获得手机所发出的信号的强度。因此可以选择RSSI数据作为定位基础。
[0096]在伪基站数量足够的情况下,可以考虑使用多台伪基站使用基于RSSI数据经过RSSI定位算法、AOA定位算法、SSDOA定位算法得出目标手机的估计位置。
[0097]伪基站单独工作情况下,可以通过定向天线检测手机信号传播源的方向并结合基于RSSI的测距方法得直接到手机估计位置。
[0098]考虑受到非视距传播(Non-Line-of-Sight,NL0S)以及周围环境的烟雾等的影响,应该尽量通过增加伪基站数量、增加测量次数等方式减少误差,以达到更精准的定位。
[0099]具体而言,参照图6所示,本发明实施例首先通过伪基站在灾区建立移动通讯网络,诱发区域内GSM手机加入伪基站网络,从而获取各手机的IMSI,统计受灾人数,其次统计所有伪基站的自身坐标与加入网络手机的实时RSSI,并上传至上位机定位计算系统,最后统计地震废墟GSM波段电
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