CN101097254B - 定位系统以及定位方法 - Google Patents

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Abstract

提供与基站的配置场所或数目无关，可以高精度地测定与该基站进行通信的移动终端的位置的定位系统及定位方法。定位系统具备：移动终端(10)，其接收来自GPS的GPS信息；基站装置(30)，其测定与移动终端(10)的往返时间(RTT)；基站位置表部(51)，其保存基站装置(30)的位置信息；天线装置(20)，其配置在基站装置(30)中，与移动终端(10)进行通信；电缆长度表部(52)，其保存与基站装置(30)之间的电缆长度；定位装置(40)，其根据通过基站装置(30)测定的往返时间、从电缆长度表部(52)取得的电缆长度、从基站位置表部(51)取得的基站的位置信息、从移动终端(10)接收到的GPS信息，测定移动终端(10)的位置。

Description

定位系统以及定位方法
技术领域
本发明涉及一种定位系统以及定位方法。
背景技术
历来，在移动通信系统中，对移动终端的位置进行定位。为了对移动终端的位置进行定位，需要与移动终端进行通信的基站的位置、尤其基站具有的天线装置的位置正确。另外，需要考虑基站与天线装置之间的电缆的长度。
因此，公开了如下技术：天线装置接收来自GPS的GPS信息，根据该卫星信号以及电缆的长度，决定天线装置(例如，参照专利文献1)。
【专利文献1】特开2005-6319号公报
发明内容
然而，上述现有技术，由于使用GPS信息，因此在基站配置在无法接收GPS的位置时，不能应用。另外，在基站数多的情况下，难以管理各个基站数据，应用现有技术是不现实的。
因此，本发明鉴于上述问题，以提供这样一种定位系统以及定位方法作为课题：即与基站的配置场所和数目无关，可以高精度地对与该基站进行通信的移动终端的位置进行定位。
为了达到上述目的，本发明的第一特征是一种定位系统，其特征在于，具备：(a)移动终端，其接收来自GPS的GPS信息；(b)基站装置，其对与移动终端之间的往返时间(RTT)进行测定；(c)基站位置表部，其保存基站装置的位置信息；(d)电缆长度表部，其配置在基站装置内，且保存与移动终端进行通信的天线装置和基站装置之间的电缆长度；和(e)定位装置，其根据通过所述基站装置测定的往返时间、从所述电缆长度表部取得的电缆长度、从所述基站位置表部取得的基站的位置信息以及从所述移动终端接收到的GPS信息，测定所述移动终端的位置。
根据第一特征的定位系统，与基站的配置场所和数目无关，可以高精度地 对与该基站进行通信的移动终端的位置进行定位。
另外，第一特征的定位系统，还可以具备表运算装置，其根据从移动终端接收到的GPS信息以及从基站装置接收到的往返时间，更新基站位置表部以及电缆长度表部。
另外，第一特征的定位系统，还可以具备卫星数判定部，其在移动终端接收到的卫星数为一定数以上时，向表运算装置发送GPS信息，在卫星数没有达到一定数时，向定位装置发送GPS信息。
另外，在第一特征的定位系统中，移动终端，还可以具备输入移动终端的位置信息的初始设定用输入部。
另外，第一特征的定位系统，还具备天线位置表部，其保存天线装置的位置信息；定位装置，还可以根据保存在天线位置表中的天线装置的位置信息，测定移动终端的位置。
另外，在第一特征的定位系统中，表运算装置，可以更新保存在天线位置表部中的天线装置的位置信息。
另外，在第一特征的定位系统中，移动终端也可以遵照LMU。
本发明的第二特征是一种定位方法，其特征在于，具备下述步骤：(a)移动终端接收来自GPS的GPS信息的步骤；(b)基站装置对与移动终端之间的往返时间进行测定的步骤；(c)根据通过基站装置测定的往返时间、从保存与移动终端进行通信的天线装置和基站装置之间的电缆长度的电缆长度表部取得的电缆长度、从保存基站装置的位置信息的基站位置表部取得的基站的位置信息以及从移动终端接收到的GPS信息，测定移动终端的位置的步骤。
根据第二特征的定位方法，与基站的配置场所和数目无关，可以高精度地对与该基站进行通信的移动终端的位置进行定位。
根据本发明，可以提供与基站的配置场所和数目无关、可以高精度地对与该基站进行通信的移动终端的位置进行定位的定位系统以及定位方法。
附图说明
图1为第一实施方式的定位系统的结构框图。
图2为表示第一实施方式的定位方法的顺序图。
图3为第一实施方式的定位方法的说明图。
图4为第二实施方式的定位系统的结构框图。
图5为第三实施方式的定位系统的结构框图。
图6为第四实施方式的定位系统的结构框图。
图7为第五实施方式的定位系统的结构框图。
图8为第六实施方式的定位系统的结构框图。
图9为第七实施方式的定位系统的结构框图。
图10为第八实施方式的定位系统的结构框图。
图11为第九实施方式的定位系统的结构框图。
符号说明
10：移动终端；11：GPS测定部；12：通信部；13：初始设定用输入部；20：天线装置；21：通信部；22：天线ID保存部；30：基站装置；31：基站ID保存部；32：RTT测定部；33：卫星数判定部；40：定位装置；50：基站数据库；51：基站位置表部；52：电缆长度表部；53：天线位置表部；60：电缆运算装置；61：位置履历保存部；70：LMU(位置测量单元)。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。在以下附图的描述中，对相同或类似的部分赋予相同或类似的符号。但是，要注意：附图是示意性的。
<第一实施方式>
(定位系统)
如图1所示，第一实施方式的定位系统，具备：移动终端10、天线装置20、基站装置30、定位装置40和基站数据库50。
移动终端10具备GPS测定部11和通信部12。
GPS测定部11，自发地、或者在从其他装置接收到定位请求信号时，接收来自GPS的卫星信号。
通信部12将从GPS得到的GPS信息发送给天线装置20的通信部21，通过基站装置30发送给定位装置40。
天线装置20具备通信部21。
通信部21从移动终端10的通信部12接收GPS信息，并向基站装置30发送。
基站装置30具备基站ID保存部31和RTT测定部32。
基站ID保存部31，保存作为基站装置30的固有识别号码的基站ID。
RTT测定部32，为了求移动终端10和基站装置30之间的距离，向成为测定对象的移动终端10发送RTT信号。然后，RTT测定部32，从移动终端10接收RTT信号。RTT(round trip times)的测定方法，计测从基站装置30向移动终端10发送RTT信号，移动终端10返回该RTT信号，再次回到基站装置30为止的时间，并将其除以2得到RTT值。若知道RTT值，就可以根据光速×RTT值求得移动终端10和基站装置30之间的距离。
此外，关于RTT信号，在3GPP TS25.215中有所记载，宜于使用RTT信号。
但是，在基站装置30求得的值为基站装置30和移动终端10之间的距离，并不表示天线装置20和移动终端10之间的正确的距离。
定位装置40，参照基站数据库50的基站位置表部51、电缆长度表部52，通过从移动终端10和基站装置30之间的距离减去从电缆长度表部52取得的电缆长度，求得移动终端10和天线装置20之间的距离。关于移动终端10和天线装置20之间的距离的计算方法，将在后面详细叙述。
基站数据库50，具备基站位置表部51和电缆长度表部52。
基站位置表部51，保存基站装置30的位置信息。
电缆长度表部52，保存天线装置20和基站装置30之间的电缆长度。
此外，定位装置40以及基站数据库50，可以通过具有CPU的个人计算机来实现。例如，定位装置40的功能，可以通过CPU内的模块来实现，基站数据库50，可以用与CPU连接的RAM等内部存储装置或IID等外部存储装置来实现。
(定位方法)
下面，利用图2对第一实施方式的定位方法进行说明。
首先，移动终端，取得GPS信息(S101)，并通过天线装置20以及基站装置30发送给定位装置40(S102)。
另一方面，基站装置30，通过向移动终端10发送RTT信号，来测定RTT(S103)，并发送给定位装置40(S104)。
然后，定位装置40，从基站数据库50取得基站的位置信息(S105)，并取得天线装置20和基站装置30之间的电缆长度(S106)。
然后，定位装置40，通过从根据RTT计算出的移动终端10和基站装置30之间的距离减去从电缆长度表部52取得的电缆长度，来求得移动终端10和天线装置20之间的距离(RTT’)。然后，定位装置40，如图3所示，以包含在取得的基站的位置信息内的位置坐标为中心，描绘以RTT’为半径的球。然后，定位装置40，在其球面上使GPS信息重合，将重合的位置测定为移动终端10的位置(S107)。
(作用及效果)
根据第一实施方式的定位系统以及定位方法，根据由基站装置30测定的RTT、从电缆长度表部52取得的电缆长度、从基站位置表部51取得的基站的位置信息、从移动终端10接收到的GPS信息，可以对移动终端10的位置进行定位。因此，与基站装置30的配置场所或数目无关，可以高精度地对与基站装置30进行通信的移动终端10的位置进行定位。
<第二实施方式>
在第一实施方式中说明的定位系统中，电缆长度以及基站位置信息有可能包含误差。在第二实施方式中，按照需要，更新基站位置表部51以及电缆长度表部52。
如图4所示，第二实施方式的定位系统，具备：移动终端10、天线装置20、基站装置30、定位装置40、基站数据库50和表运算装置60。
表运算装置60具备位置履历保存部61。
位置履历保存部61，通过天线装置20以及基站装置30，从移动终端10接收GPS信息并保存。另外，位置履历保存部61，从基站装置30接收RTT并保存。
表运算装置60，根据保存在位置履历保存部61中的GPS信息以及RTT，更新基站位置表部51以及电缆长度表部52。
关于移动终端10、天线装置20、基站装置30、定位装置40、基站数据库50，由于与第一实施方式相同，因此在这里省略说明。
(作用以及效果)
根据第二实施方式的定位系统以及定位方法，通过适宜地更新基站位置表部51或电缆长度表部52，可以做到使电缆长度以及基站位置信息不包含误差。
<第三实施方式>
在第一实施方式中说明的定位系统中，GPS信息有可能包含误差。在第三实施方式中，按照移动终端接收到的卫星数来判断GPS信息的精度。
如图5所示，第三实施方式的定位系统，具备：移动终端10、天线装置20、基站装置30、定位装置40、基站数据库50和表运算装置60。
基站装置30，具备：基站ID保存部31、RTT测定部32、卫星数判定部33。
在移动终端10的GPS测定部11中接收到的卫星数为一定数以上时，卫星数判定部33，信任在GPS测定部11计测的位置，并发送给表运算装置60的位置履历保存部61。另一方面，在卫星数没有达到一定数时，卫星数判定部33向定位装置40发送GPS信息。这里，作为一定数，最好设定为3～6。
这样，卫星数判定部33，根据状况可分为进行定位或作为位置履历保存为表更新用。
关于基站装置30的其他功能、移动终端10、天线装置20、定位装置40、基站数据库50以及表运算装置60，由于与第二实施方式相同，因此在这里省略说明。
(作用以及效果)
根据第三实施方式的定位系统以及定位方法，移动终端10根据接收到的卫星数，可以判断GPS信息的可靠性，并反映到定位上。
<第四实施方式>
在第四实施方式中，由于不限定于在所有的场所都可以接收GPS信息，因此说明维护者通过手动输入能够向移动终端10输入位置信息的情况。
如图6所示，第四实施方式的定位系统，具备：移动终端10、天线装置20、基站装置30、定位装置40、基站数据库50以及表运算装置60。
移动终端10，具备：GPS测定部11、通信部12以及初始设定用输入部13。
初始设定用输入部13输入移动终端10的位置信息。移动终端10，取代 GPS信息，而将输入的位置信息通过天线装置20发送给定位装置40或表运算装置60。
关于移动终端10的其他功能、天线装置20、基站装置30、定位装置40、基站数据库50以及表运算装置60，由于与第二实施方式相同，因此在这里省略说明。
(作用以及效果)
根据第四实施方式的定位系统以及定位方法，在移动终端10无法接收GPS信息的情况下也可以进行定位或数据库的更新。
<第五实施方式>
在第五实施方式中，说明为了提高对天线位置的精度具备天线位置表的情况。
如图7所示，第五实施方式的定位系统具备移动终端10、天线装置20、基站装置30、定位装置40以及基站数据库50。
天线装置20具备通信部21和天线ID保存部22。
天线ID保存部22，保存作为天线装置20固有的识别号码的天线ID。
基站数据库50，具备：基站位置表部51、电缆长度表部52以及天线位置表部53。
天线位置表部53按照天线ID保存天线装置20的位置信息。
定位装置40在测定天线装置20和移动终端10之间的距离时，还考虑保存在天线位置表部53中的天线装置20的位置信息。
关于移动终端10、天线装置20的其他功能、基站装置30、定位装置40以及基站数据库50的其他功能，由于与第一实施方式相同，因此在这里省略说明。
(作用以及效果)
根据第五实施方式的定位系统以及定位方法，可以提高天线装置20的位置信息的精度，可以更高精度地进行移动终端10的定位。
<第六实施方式>
在第六实施方式中，说明更新在第五实施方式中说明过的天线位置表部53的情况。
如图8所示，第六实施方式的定位系统，具备：移动终端10、天线装置20、基站装置30、定位装置40、基站数据库50以及表运算装置60。
表运算装置60，更新保存在天线位置表部53中的天线装置的位置信息。
关于移动终端10、天线装置20、基站装置30、定位装置40、基站数据库50、表运算装置60的其他功能，由于与第二实施方式相同，因此在这里省略说明。
(作用以及效果)
根据第六实施方式的定位系统以及定位方法，可以适宜地更新天线装置20的位置信息。
<第七实施方式>
在第七实施方式中，说明具备在第三实施方式中说明过的卫星数判定部33、在第五实施方式中说明过的天线ID保存部22和天线位置表部53、在第六实施方式中说明过的表运算装置60的定位系统。
如图9所示，第七实施方式的定位系统，具备：移动终端10、天线装置20、基站装置30、定位装置40、基站数据库50以及表运算装置60。
在移动终端10的GPS测定部11接收到的卫星数为一定数以上时，卫星数判定部33，信任在GPS测定部11计测的位置，并发送给表运算装置60的位置履历保存部61。另一方面，在卫星数没有达到一定数时，卫星数判定部33向定位装置40发送GPS信息。这里，作为一定数，最好设定为3～6。
天线ID保存部22保存作为天线装置20的固有的识别号码的天线ID。
天线位置表部53按照天线ID保存天线装置20的位置信息。
表运算装置60更新保存在天线位置表部53中的天线装置的位置信息。
关于移动终端10、天线装置20的其他功能、基站装置30、定位装置40、基站数据库50的其他功能、表运算装置60的其他功能，由于与第二实施方式相同，因此在这里省略说明。
(作用以及效果)
根据第七实施方式的定位系统以及定位方法，可以根据移动终端10接收到的卫星数，判断GPS信息的可靠性，并反映到定位上。另外，可以提高天线装置20的位置信息的精度，可以更高精度地进行移动终端10的定位。而且， 可以适宜地更新天线装置20的位置信息。
<第八实施方式>
在第八实施方式中，说明具备在第四实施方式中说明过的初始设定用输入部13、在第五实施方式中说明过的天线ID保存部22和天线位置表部53、在第六实施方式中说明过的表运算装置60的定位系统。
如图10所示，第八实施方式的定位系统，具备：移动终端10、天线装置20、基站装置30、定位装置40、基站数据库50以及表运算装置60。
初始设定用输入部13输入移动终端10的位置信息。移动终端10，取代GPS信息，而将输入的位置信息通过天线装置20发送给定位装置40或表运算装置60。
天线ID保存部22保存作为天线装置20的固有识别号码的天线ID。
天线位置表部53按照天线ID保存天线装置20的位置信息。
表运算装置60更新保存在天线位置表部53中的天线装置的位置信息。
关于移动终端10的其他功能、天线装置20、基站装置30、定位装置40、基站数据库50的其他功能、表运算装置60的其他功能，由于与第二实施方式相同，因此在这里省略说明。
(作用以及效果)
根据第八实施方式的定位系统以及定位方法，在移动终端10无法接收GPS信息的情况下，也可以进行定位或数据库的更新。另外，可以提高天线装置20的位置信息的精度，可以更高精度地进行移动终端10的定位。而且，可以适宜地更新天线装置20的位置信息。
<第九实施方式>
在第九实施方式中，说明作为移动终端10使用遵照LMU的终端的情况。
如图9所示，第九实施方式的定位系统具备LMU70、天线装置20、基站装置30、定位装置40、基站数据库50以及表运算装置60。
LMU70是遵照LMU的移动终端。在遵照LMU的移动终端中具备有相当于GPS接收部和通信部的功能，因此可以容易地应用本发明。
另外，关于LMU，被记载在3GPP TS23.007等中。
关于天线装置20、基站装置30、定位装置40、基站数据库50以及表运 算装置60，由于与第二实施方式相同，因此在这里省略说明。
(作用以及效果)
根据第九实施方式的定位系统以及定位方法，由于使用遵照LMU的移动终端，因此可以容易地应用本发明。
<其他实施方式>
通过上述实施方式描述了本发明，但是不应该理解为构成该公开的一部分的论述以及附图是限定本发明的。根据该公开，对于本领域技术人员来说，各种代替实施方式、实施例以及运用技术会变得更加清晰。
例如，在上述实施方式中，将定位装置40、基站数据库50和表运算装置60做为各自不同的装置进行了说明，但是也可以将这些装置配置在一个装置内。另外，也可以将定位装置40、基站数据库50和表运算装置60的功能配置在基站装置30内。
这样，本发明当然包括在这里没有记载的各种实施方式等。因此，本发明的技术范围是根据上述的说明仅由涉及妥当的权利要求范围的发明特定事项所规定的。

Claims (7)

1.一种定位系统，其特征在于，
具备：
移动终端，其接收来自GPS的GPS信息；
基站装置，其测定与所述移动终端之间的往返时间；
基站位置表部，其保存所述基站装置的位置信息；
电缆长度表部，其配置在所述基站装置中，且保存与所述移动终端进行通信的天线装置和基站装置之间的电缆长度；
定位装置，其根据通过所述基站装置测定的往返时间、从所述电缆长度表部取得的电缆长度、从所述基站位置表部取得的基站的位置信息以及从所述移动终端接收到的GPS信息，测定所述移动终端的位置；和
表运算装置，其根据从所述移动终端接收到的GPS信息以及从所述基站装置接收到的往返时间，更新所述基站位置表部以及所述电缆长度表部。
2.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，
还具备卫星数判定部，其在移动终端接收到的卫星数为一定数以上时，向所述表运算装置发送GPS信息，在卫星数没有达到一定数时，向所述定位装置发送GPS信息。
3.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，
所述移动终端具备输入移动终端的位置信息的初始设定用输入部。
4.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，
还具备天线位置表部，其保存所述天线装置的位置信息；
所述定位装置，进一步根据保存在所述天线位置表中的天线装置的位置信息，测定所述移动终端的位置。
5.根据权利要求4所述的定位系统，其特征在于，
所述表运算装置，更新保存在天线位置表部中的天线装置的位置信息。
6.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，
所述移动终端遵照3GPP TS 23.007关于位置测量单元的规定。
7.一种定位方法，其特征在于，
包括如下步骤：
移动终端接收来自GPS的GPS信息的步骤；
基站装置测定与所述移动终端之间的往返时间的步骤；
根据通过所述基站装置测定的往返时间、从保存与所述移动终端进行通信的天线装置和基站装置之间的电缆长度的电缆长度表部取得的电缆长度、从保存所述基站装置的位置信息的基站位置表部取得的基站的位置信息以及从所述移动终端接收到的GPS信息，测定所述移动终端的位置的步骤；和
根据从所述移动终端接收到的GPS信息以及从所述基站装置接收到的往返时间，更新所述基站位置表部以及所述电缆长度表部的步骤。
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