CN101592722A - 区域定位系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种区域定位系统，用以对移动终端进行定位；该定位系统包括移动终端、定位参考站及定位处理模块；所述移动终端、定位参考站中的一个为定位信号发射模块，另外一个为定位信号接收模块；所述定位信号发射模块用于发射定位信号；所述定位信号接收模块用于接收来自定位信号接收模块发射的定位信号，将定位信号交给定位处理模块进行分析处理；所述定位处理模块用于判断收到强度最小的定位信号的强度，根据该最小的定位信号强度来判断定位信号发射模块和定位信号接收模块的距离，并以此得到移动终端的位置范围。本发明既保持了区域定位的易用性和低成本，又提高了定位精度，从而使得可以在更多的应用场合使用区域定位技术。
Description
技术领域
本发明属于通讯技术领域，涉及一种区域定位系统，尤其涉及一种利用联通性来进行定位的区域定位系统，另外，本发明还涉及上述区域定位系统的区域定位方法。
背景技术
随着无线技术的发展，通过无线技术进行定位的技术也不断发展，应用也越来越广泛。目前，无线定位技术大致分为几种，包括区域定位、到达信号强度(RSSI)、到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)等。各种定位技术的定位精度和实现成本各不相同。一般来说，定位精度越高，实施成本也越高。在上述的几种定位技术中，区域定位方式最容易实现，成本最低，但相对来说，定位精度也最低。
区域定位主要是通过判断移动终端和定位参考站之间的定位信号的联通性来进行定位的。如果移动终端和定位参考站之间的定位信号是联通的，则认为移动终端在定位参考站的附近，具体的精度范围跟定位信号的作用范围相关。根据使用的无线技术的不同，定位精度在几十米到几百米。这样的精度，可以满足某些应用场合的需求。但有些应用场合，则需要更高的定位精度。如果想要提高定位精度，可以通过减小定位信号的作用范围的方式来实现，但这也意味着要增加定位参考站的数量，也就要增加成本。
目前，还没有一种可以既保持区域定位的易用性和低成本、又能提高定位精度的区域定位方法，因此不能在更多的应用场合使用区域定位技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种可以既保持区域定位的易用性和低成本、又能提高定位精度的区域定位系统。
另外，本发明还提供一种上述区域定位系统的区域定位方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种区域定位系统，用以对移动终端进行定位；该定位系统包括移动终端、定位参考站及定位处理模块；
所述移动终端、定位参考站中的一个为定位信号发射模块，另外一个为定位信号接收模块；
所述定位信号发射模块用于发射定位信号，所述定位信号的强度在一定的周期内呈规律性变化，在发出的定位信号中包含强度信息；定位信号的强度大小与其作用范围大致呈正比；
所述定位信号接收模块用于接收来自定位信号接收模块发射的定位信号，将定位信号交给定位处理模块进行分析处理；
所述定位处理模块用于判断收到强度最小的定位信号的强度，根据该最小的定位信号强度来判断定位信号发射模块和定位信号接收模块的距离，并以此得到移动终端的位置范围。
作为本发明的一种优选方案，所述定位信号发射模块发射的定位信号强度在一定的周期内呈规律性变化，按强度由小到大顺序排列为第一强度、第二强度、……、第N-1强度、第N强度，对应的作用范围为第一距离、第二距离、……、第N-1距离、第N距离；
定位信号接收模块接收到的最小的定位信号的强度为第a强度，若第a强度不是最小强度，则判断该定位信号发射模块与定位信号接收模块的距离在第a-1距离与第a距离之间；其中，第a-1距离为强度为第a-1强度的信号的作用距离，第a距离为强度为第a强度的信号的作用距离；
若第a强度为最小强度，即第一强度，则判断该定位信号发射模块与定位信号接收模块的距离小于第一距离；
若定位信号接收模块未收到该定位信号发射模块发射的信号，则判断该定位信号发射模块与定位信号接收模块的距离大于第N距离。
作为本发明的一种优选方案，所述移动终端发射定位信号，定位参考站接收定位信号；或者移动终端接收定位信号，定位参考站发射定位信号。
作为本发明的一种优选方案，所述移动终端、定位参考站均具有发射和接收定位信号的功能。
作为本发明的一种优选方案，所述系统包括若干定位信号发射模块、及若干定位信号接收模块。
作为本发明的一种优选方案，一个定位信号发射模块发出的信号被多个定位信号接收模块接收；一个定位信号接收模块接收多个定位信号发射模块发出的信号。
作为本发明的一种优选方案，所述移动终端为具有定位功能的手机，定位参考站为GMS基站。或者，所述移动终端为定位卡，定位参考站为定位卡的读卡器。
利用上述区域定位系统的定位方法，该方法包括如下步骤：
步骤A、所述定位信号发射模块发射定位信号，该定位信号在一定的周期内强度呈规律性变化，在发出的定位信号中包含强度信息，定位信号的强度大小与其作用范围大致呈正比；
步骤B、所述定位信号接收模块接收来自定位信号接收模块发射的定位信号，将定位信号交给定位处理模块进行分析处理；
步骤C、所述定位处理模块判断收到强度最小的定位信号的强度，根据该最小的定位信号强度来判断定位信号发射模块和定位信号接收模块的距离，并以此得到移动终端的位置范围。
作为本发明的一种优选方案，所述定位信号发射模块发射的定位信号强度在一定的周期内呈规律性变化，按强度由小到大顺序排列为第一强度、第二强度、……、第N-1强度、第N强度，对应的作用范围为第一距离、第二距离、……、第N-1距离、第N距离；
定位信号接收模块接收到的最小的定位信号的强度为第a强度，若第a强度不是最小强度，则判断该定位信号发射模块与定位信号接收模块的距离在第a-1距离与第a距离之间；其中，第a-1距离为强度为第a-1强度的信号的作用距离，第a距离为强度为第a强度的信号的作用距离；
若第a强度为最小强度，即第一强度，则判断该定位信号发射模块与定位信号接收模块的距离小于第一距离；
若定位信号接收模块未收到该定位信号发射模块发射的信号，则判断该定位信号发射模块与定位信号接收模块的距离大于第N距离。
作为本发明的一种优选方案，所述移动终端发射定位信号，定位参考站接收定位信号；或者移动终端接收定位信号，定位参考站发射定位信号。
作为本发明的一种优选方案，所述移动终端、定位参考站均具有发射和接收定位信号的功能。
作为本发明的一种优选方案，所述系统包括若干定位信号发射模块、及若干定位信号接收模块。
作为本发明的一种优选方案，一个定位信号发射模块发出的信号被多个定位信号接收模块接收；一个定位信号接收模块接收多个定位信号发射模块发出的信号。
作为本发明的一种优选方案，所述移动终端为具有定位功能的手机，定位参考站为GMS基站。或者，所述移动终端为定位卡，定位参考站为定位卡的读卡器。
本发明的有益效果在于：本发明区域定位方法通过定位信号发射模块发射出的强度较小的定位信号来计算定位信号发射模块的位置；既保持了区域定位的易用性和低成本，又提高了定位精度，从而使得可以在更多的应用场合使用区域定位技术。
附图说明
图1为本发明区域定位系统的组成示意图。
图2为本发明区域定位方法的流程图。
图3为实施例二中用于GSM移动通讯网络的区域定位系统组成示意图。
图4为实施例三中用于局部区域的短距离无线通讯网络的区域定位系统组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图1，本发明揭示了一种区域定位系统，用以对移动终端10进行定位；该定位系统包括移动终端10、若干定位参考站20及若干定位处理模块30。所述移动终端10、定位参考站20中的一个为定位信号发射模块，另外一个为定位信号接收模块。本实施例中，移动终端10为定位信号发射模块，定位参考站20为定位信号接收模块；当然，可以由定位参考站20发射定位信号，移动终端10接收定位信号。另外，所述移动终端10、定位参考站20还可以均具有发射和接收定位信号的功能，也可以同时具有其它无线通讯功能。这里所述无线通讯技术包括但不限于GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、WiMax、WiFi等技术。
如图1所示，本实施例中，一个移动终端10发出的信号可以被多个定位参考站20接收；一个定位参考站20可以接收多个移动终端10发出的信号。
移动终端10用于发射定位信号，该定位信号在一定的周期内强度发生规律性的变化，在发出的定位信号中包含强度信息；定位信号的强度大小与其作用范围大致呈正比，强度最强的信号作用范围最大，强度最小的信号作用范围最小。移动终端10的位置一般是不固定、可以移动的，需要通过定位技术对其位置进行定位。本实施例中，定位信号发生规律性变化的周期为2秒，每隔0.5秒发送一个定位信号，信号强度由强到弱，分别为4、3、2、1，对应的作用范围(半径)为5000米、2500米、1000米、500米(对应图中的4个圈)。
定位参考站20用于接收来自移动终端10发射的定位信号，将定位信号交给定位处理模块30进行分析处理。定位参考站20的位置一般是固定的，在进行定位时它的位置是已知的，用于对移动终端进行定位的参考点。
定位处理模块30用于判断收到强度最小的定位信号的强度，根据该最小的定位信号强度来判断定位信号发射模块和定位信号接收模块的距离，并以此得到移动终端的位置范围。本实施例中，选择强度最小的信号来确定移动终端10的位置范围。如果定位参考站20没有收到移动终端10的定位信号，则认为该移动终端10不在该定位参考站20的附近。
本实施例中，唯有定位参考站20A检测到移动终端10A，在一个周期(2秒)内收到的最小定位信号强度为3，没有收到强度为2、1的信号，则可以知道移动终端10A和定位参考站20A的距离在2500米和1000米之间。如果定位参考站没有收到移动终端的定位信号，则认为该移动终端不在该定位参考站的附近。
如果一个移动终端的定位信号被多个定位参考站检测到，则可以通过使用多点定位的算法来提高定位精度，缩小其所在位置的区域范围。如图中的移动终端10B，同时被定位参考站20A和定位参考站20B检测到，并且检测到的最小信号强度分别为强度4、强度4，所以可以知道其在两个基站的5000米半径区域的相交区域。
请参阅图2，以下结合图2介绍上述区域定位系统的定位方法，包括如下步骤：
步骤A、所述定位信号发射模块发射定位信号，该定位信号在一定的周期内强度呈规律性变化，在发出的定位信号中包含强度信息，定位信号的强度大小与其作用范围大致呈正比。本实施例中，以2秒为一个周期，每隔0.5秒发送一个定位信号，信号强度由强到弱，分别为4、3、2、1，对应的作用范围(半径)为5000米、2500米、1000米、500米(对应图中的4个圈)。
步骤B、所述定位信号接收模块接收来自定位信号接收模块发射的定位信号，将定位信号交给定位处理模块进行分析处理。
步骤C、所述定位处理模块判断收到强度最小的定位信号的强度，根据该最小的定位信号强度来判断定位信号发射模块和定位信号接收模块的距离，并以此得到移动终端的位置范围。本实施例中，唯有定位参考站20A检测到移动终端10A，在一个周期(2秒)内收到的最小定位信号强度为3，没有收到强度为2、1的信号，则可以知道移动终端10A和定位参考站20A的距离在2500米和1000米之间。如果定位参考站没有收到移动终端的定位信号，则认为该移动终端不在该定位参考站的附近。
如果一个移动终端的定位信号被多个定位参考站检测到，则可以通过使用多点定位的算法来提高定位精度，缩小其所在位置的区域范围。如图中的移动终端10B，同时被定位参考站20A和定位参考站20B检测到，并且检测到的最小信号强度分别为强度4、强度4，所以可以知道其在两个基站的5000米半径区域的相交区域。
综上，本发明区域定位方法通过定位信号发射模块发射出的强度较小的定位信号来计算定位信号发射模块的位置；既保持了区域定位的易用性和低成本，又提高了定位精度，从而使得可以在更多的应用场合使用区域定位技术。
实施例二
请参考图3，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，移动终端为具有定位功能的手机10A、10B，定位参考站为GMS基站20A、20B、20C，定位处理模块为安装于定位计算机30的定位处理软件。则本发明用于GSM移动通讯网络的区域定位系统的定位方法包括如下步骤：
步骤A、手机10发射定位信号，该定位信号在一定的周期内强度呈规律性变化，在发出的定位信号中包含强度信息，定位信号的强度大小与其作用范围大致呈正比。本实施例中，定位信号发生规律性变化的周期为2秒，每隔0.5秒发送一个定位信号，信号强度由强到弱，分别为4、3、2、1，对应的作用范围(半径)为5000米、2500米、1000米、500米(对应图中的4个圈)。
步骤B、GMS基站20A、20B、20C接收来自定位信号接收模块发射的定位信号，将定位信号交给定位计算机30中的定位处理软件进行分析处理。
步骤C、定位处理软件判断收到强度最小的定位信号的强度，根据该最小的定位信号强度来判断手机和GMS基站的距离，并以此得到移动终端的位置范围。本实施例中，唯有定位参考站20A检测到移动终端10A，在一个周期(2秒)内收到的最小定位信号强度为3，没有收到强度为2、1的信号，则可以知道移动终端10A和定位参考站20A的距离在2500米和1000米之间。如果定位参考站没有收到移动终端的定位信号，则认为该移动终端不在该定位参考站的附近。
如果一个移动终端的定位信号被多个定位参考站检测到，则可以通过使用多点定位的算法来提高定位精度，缩小其所在位置的区域范围。如图3中的移动终端10B，同时被定位参考站20B和定位参考站20C检测到，并且检测到的最小信号强度分别为强度4、强度4，所以可以知道其在两个基站的5000米半径区域的相交区域。
实施例三
请参阅图4，本实施例介绍了一种用于局部区域的短距离无线通讯网络的区域定位系统及方法。本实施例与实施例一的区别在于，本实施例主要用于局部区域的短距离无线通讯网络的区域定位。本实施例中，移动装置为定位卡10A、10B、10C，定位参考站为读卡器20，定位处理模块为安装于定位计算机30的定位处理软件。
本实施例中，定位信号发生规律性变化的周期为2秒，每隔0.5秒发送一个定位信号，信号强度由强到弱，分别为4、3、2、1，对应的作用范围(半径)为50米、25米、10米、5米。
如果在一个周期(2秒)内收到的最小定位信号强度为2，没有收到强度为1的信号，则可以知道移动终端和定位参考站的距离在10米和5米之间(如定位卡10C)。如果定位参考站没有收到移动终端的定位信号，则认为该移动终端不在该定位参考站的附近。
如果一个移动终端的定位信号被多个定位参考站检测到，则可以通过使用多点定位的算法来提高定位精度，缩小其所在位置的区域范围。如定位卡10A和10B。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案。不脱离本发明精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (16)
1、一种区域定位系统，用以对移动终端进行定位；其特征在于：该定位系统包括移动终端、定位参考站及定位处理模块；
所述移动终端、定位参考站中的一个为定位信号发射模块，另外一个为定位信号接收模块；
所述定位信号发射模块用于发射定位信号，所述定位信号的强度在一定的周期内呈规律性变化，在发出的定位信号中包含强度信息；定位信号的强度大小与其作用范围大致呈正比；
所述定位信号接收模块用于接收来自定位信号接收模块发射的定位信号，将定位信号交给定位处理模块进行分析处理；
所述定位处理模块用于判断收到强度最小的定位信号的强度，根据该最小的定位信号强度来判断定位信号发射模块和定位信号接收模块的距离，并以此得到移动终端的位置范围。
2、根据权利要求1所述的区域定位系统，其特征在于：所述定位信号发射模块发射的定位信号强度在一定的周期内呈规律性变化，按强度由小到大顺序排列为第一强度、第二强度、……、第N-1强度、第N强度，对应的作用范围为第一距离、第二距离、……、第N-1距离、第N距离；
定位信号接收模块接收到的最小的定位信号的强度为第a强度，若第a强度不是最小强度，则判断该定位信号发射模块与定位信号接收模块的距离在第a-1距离与第a距离之间；其中，第a-1距离为强度为第a-1强度的信号的作用距离，第a距离为强度为第a强度的信号的作用距离；
若第a强度为最小强度，即第一强度，则判断该定位信号发射模块与定位信号接收模块的距离小于第一距离；
若定位信号接收模块未收到该定位信号发射模块发射的信号，则判断该定位信号发射模块与定位信号接收模块的距离大于第N距离。
3、根据权利要求1所述的区域定位系统，其特征在于：所述移动终端发射定位信号，定位参考站接收定位信号；或者移动终端接收定位信号，定位参考站发射定位信号。
4、根据权利要求3所述的区域定位系统，其特征在于：所述移动终端、定位参考站均具有发
5、根据权利要求1或2或3或4所述的区域定位系统，其特征在于：所述系统包括若干定位信号发射模块、及若干定位信号接收模块。
6、根据权利要求1或2或3或4所述的区域定位系统，其特征在于：一个定位信号发射模块发出的信号被多个定位信号接收模块接收；一个定位信号接收模块接收多个定位信号发射模块发出的信号。
7、根据权利要求1或2或3或4所述的区域定位系统，其特征在于：所述移动终端为具有定位功能的手机，定位参考站为GMS基站。
8、根据权利要求1或2或3或4所述的区域定位系统，其特征在于：所述移动终端为定位卡，定位参考站为定位卡的读卡器。
9、利用权利要求1至8任意一项所述区域定位系统的定位方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤A、所述定位信号发射模块发射定位信号，该定位信号在一定的周期内强度呈规律性变化，在发出的定位信号中包含强度信息，定位信号的强度大小与其作用范围大致呈正比；
步骤B、所述定位信号接收模块接收来自定位信号接收模块发射的定位信号，将定位信号交给定位处理模块进行分析处理；
步骤C、所述定位处理模块判断收到强度最小的定位信号的强度，根据该最小的定位信号强度来判断定位信号发射模块和定位信号接收模块的距离，并以此得到移动终端的位置范围。
10、根据权利要求9所述的区域定位方法，其特征在于：所述定位信号发射模块发射的定位信号强度在一定的周期内呈规律性变化，按强度由小到大顺序排列为第一强度、第二强度、……、第N-1强度、第N强度，对应的作用范围为第一距离、第二距离、……、第N-1距离、第N距离；
定位信号接收模块接收到的最小的定位信号的强度为第a强度，若第a强度不是最小强度，则判断该定位信号发射模块与定位信号接收模块的距离在第a-1距离与第a距离之间；其中，第a-1距离为强度为第a-1强度的信号的作用距离，第a距离为强度为第a强度的信号的作用距离；
若第a强度为最小强度，即第一强度，则判断该定位信号发射模块与定位信号接收模块的距离小于第一距离；
若定位信号接收模块未收到该定位信号发射模块发射的信号，则判断该定位信号发射模块与定位信号接收模块的距离大于第N距离。
11、根据权利要求9所述的区域定位方法，其特征在于：所述移动终端发射定位信号，定位参考站接收定位信号；或者移动终端接收定位信号，定位参考站发射定位信号。
12、根据权利要求11所述的区域定位方法，其特征在于：所述移动终端、定位参考站均具有发射和接收定位信号的功能。
13、根据权利要求9或10或11或12所述的区域定位方法，其特征在于：所述系统包括若干定位信号发射模块、及若干定位信号接收模块。
14、根据权利要求9或10或11或12所述的区域定位方法，其特征在于：一个定位信号发射模块发出的信号被多个定位信号接收模块接收；一个定位信号接收模块接收多个定位信号发射模块发出的信号。
15、根据权利要求9或10或11或12所述的区域定位方法，其特征在于：所述移动终端为具有定位功能的手机，定位参考站为GMS基站。
16、根据权利要求9或10或11或12所述的区域定位方法，其特征在于：所述移动终端为定位卡，定位参考站为定位卡的读卡器。
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Legal Events
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Owner name: WUXI ADVANCED SENSING NETWORKS TECHNOLOGY CO., LTD Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI DIWEI NETWORK TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20100423 |
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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 201203 ROOM 3316, BUILDING 3, NO.498, GUOSHOUJING ROAD, PUDONG NEW DISTRICT, SHANGHAI CITY TO: 214434 A1002, NO.159, DENGJIANG MIDDLE ROAD, JIANGYIN CITY, JIANGSU PROVINCE, ROOM A1003 |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20100423 Address after: 214434. A1002 and A1003, 159 middle Chengjiang Road, Jiangyin, Jiangsu Applicant after: Wuxi Advanced Sensing Network Technology Co., Ltd. Address before: 201203 Shanghai city Pudong New Area Jing Road No. 498 Building No. 3 room 3316 Applicant before: Shanghai Diwei Network Technology Co., Ltd. |
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Granted publication date: 20130828 Termination date: 20150528 |
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