CN102104956A

CN102104956A - 一种基站定位的方法

Info

Publication number: CN102104956A
Application number: CN2010102909167A
Authority: CN
Inventors: 黄希煌; 庄宗辉; 陈从华; 钟可华; 黄运峰
Original assignee: Xiamen Yaxon Networks Co Ltd
Current assignee: Xiamen Yaxon Networks Co Ltd
Priority date: 2010-09-25
Filing date: 2010-09-25
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2030-09-25
Also published as: CN102104956B

Abstract

本发明一种基站定位的方法，涉及移动终端利用无线电信号进行地理定位的方法。本方法包含向已知点位置表中添加新的已知点数据的过程和查找与当前点最邻近的已知点的过程；后一过程中包括：采集当前点周边所有基站的区位ID、基站ID和信号强度；将信号强度最大的基站作为基准基站；用区位ID查城市区位表，确定所在城市；在该城市的已知点位置表中找出所有其周边基站与当前点周边基站相同的基站个数最多的已知点，记入周边已知点表；找出周边已知点表中主基站为基准基站的已知点，作为最邻近已知点；否则，找出周边已知点表中信号强度最强的基站为基准基站的已知点，作为最邻近已知点；以最邻近已知点的位置坐标，作为当前点的位置坐标。

Description

一种基站定位的方法

技术领域

本发明涉及一种移动终端利用无线信号进行地理定位的方法。

背景技术

目前GPS定位(全球卫星定位)是手持式终端(手机、车载移动电话)的主流定位配置，它与手持式终端内配置的电子地图结合能即时告诉您当前的位置，并指引您到想去的地方。但GPS定位受到空间地域的极大限制，在城市的某些部位，卫星信号受到高大建筑物遮挡，而无法实现定位。同理，在室内或在地下建筑中，无法实现GPS定位。

当用手持式终端通信时，信号就会同时由附近的一个基站发送和接受。通过该基站，手持式终端被接入到移动通信网中。在移动网络中，每个基站按规则的时间间隔(例如，5次/秒)向外发送宣示本基站存在的信标。这种信标包含本基站所在区位的区位码(区位ID)、本基站的识别码(基站ID)等识别信息。定位服务中心保存本移动网络中所有基站的位置坐标及发射信号强度。

手持式终端在一个地点可以收到周边多个基站发出的信标，并可以通过这些信标信号测量出每个基站的接收信号强度。根据常规的无线定位方法，手持式终端可以将本机收到的周边各个基站的区位ID和基站ID以及接收信号强度汇总发送给定位服务中心。当定位服务中心收到后，可根据一个基站的区位ID和基站ID确定该基站的位置坐标，在根据手持式终端提供的接收信号强度与该基站发射信号强度的衰减程度推算出手持式终端与该基站的距离。通过计算至少三个周边基站与该手持式终端的距离，按三角测量法则就可以确定该手持式终端的位置坐标。由于基站也被设置在室内和地下建筑中，所以只要移动网络覆盖的地方，手持式终端都能进行上述的基站定位。

但是，受天气变化的影响，基站信号强度的衰减是不稳定的，这会导致定位服务中心的上述计算中手持式终端与周边基站的距离出现偏差，定位准确性低。再者，手持式终端必须借助定位服务中心提供位置坐标，双方的通信会限制定位服务中心所能服务的手持式终端数量。因而该方法不适应众多普通人参与并获得位置坐标的需求。

发明内容

本发明旨在提供一种基站定位的方法，手持式终端无需与定位服务中心进行数据交互，不受周围建筑状况、天气等条件限制，只要有移动网络覆盖的地方都能以同样的精确度进行基站定位。

本发明的技术方案是：一种基站定位的方法，手持式终端中保存有城市区位表和多个城市的已知点位置表；城市区位表中一个记录栏记载移动网络内一个城市中所有区位的区位ID；一个城市的已知点位置表一个记录栏记载该城市中每个已知点的位置坐标和该已知点实测的周边所有基站的基站ID和信号强度；本方法包含向已知点位置表中添加新的已知点数据的过程和查找与当前点最邻近的已知点的过程；

向已知点位置表中添加新的已知点数据的过程包含的步骤有：

步骤B1，用具有GPS功能的移动终端采集当前位置坐标和周边所有基站的区位ID、基站ID和信号强度；

步骤B2，用区位ID查城市区位表，确定所在城市；

步骤B3，将当前位置坐标和周边所有基站的区位ID、基站ID和信号强度填入该城市的已知点位置表一个新的已知点记录栏，该已知点记录栏中将当前与之进行通信的基站标示为主基站；

查找与当前点最邻近的已知点的过程包含的步骤有：

步骤C1，手持式终端采集当前点周边所有基站的区位ID、基站ID和信号强度；将信号强度最大的基站作为基准基站；

步骤C2，手持式终端用区位ID查城市区位表，确定所在城市；手持式终端在所在城市的已知点位置表中找出所有其周边基站与当前点周边基站相同的基站个数最多的已知点，并把这些已知点记入周边已知点表；

步骤C3，若周边已知点表中存在主基站为基准基站的已知点，则将该已知点作为最邻近已知点；否则，在周边已知点表中找出信号强度最强的基站为基准基站的已知点，将该已知点作为最邻近已知点；

步骤C4，手持式终端在已知点位置表中查出最邻近已知点的位置坐标，作为当前点的位置坐标。

进而：若步骤C3未找出所述的最邻近已知点，则执行以下步骤：

步骤C5，手持式终端在所在城市的已知点位置表中找出一个已知点，该已知点具有基准基站且其周边基站与当前点周边基站相同的基站个数最多，把该已知点作为最邻近已知点；执行步骤C4。以处理周边已知点表中的所有已知点的周边基站均不包含基准基站的情况。

本发明基站定位的方法，利用手持式终端在当前点实测的周边所有基站区位ID、基站ID和信号强度与手持式终端内保存的已知点周边所有基站区位ID、基站ID和信号强度进行比对，找出最邻近的已知点，用最邻近已知点的位置坐标作为当前点的位置坐标。手持式终端无需与定位服务中心进行数据交互，不产生通信数据流量和相应的通信费用。由于当气候变化时，当前点周边所有基站的信号强度会以相同的趋势变化，而本方法中并不考虑周边所有基站信号强度的确切数值，气候变化不影响本方法定位的精度，在移动网络覆盖的地方都能以同样的精确度进行基站定位。当一个城市内已知点的数量足够多时，当前点与最邻近已知点的周围建筑状况及位置差异就会小到使用者可以接收的程度，即可以满足使用者对定位精度的要求。一个已知点的位置坐标，周边所有基站区位ID、基站ID和信号强度等信息占用存储空间小，以市区覆盖面达到97％以上为标准，全国300多个城市的基础已知点数据占用空间不到10M，适合在普通手机上推广使用。特别是，若将城市区位表和所有城市的已知点位置表保存在普通手机的T卡上，只需将该T卡的数据拷贝到另一个T卡中就可以在其它手机上进行定位操作，数据可复用性好。本方法对手机的硬件性能和存储空间的要求低，能在绝大部分手机上实现。在今天手机功能日益完善，价格日益低廉和基于位置应用的需求激增的情况下有着很大的现实意义。

附图说明

图1为本发明一种基站定位的方法一个实施例中使用的城市区位表的结构示意图。

图2为图1实施例中使用的已知点位置表的结构示意图。

图3为图1实施例中移动终端采集的当前点的周边基站信息结构示意图。

图4为图1实施例中在已知点位置表内添加新的已知点记录的流程图。

图5为图1实施例中在当前点获得定位坐标的流程图。

图6为图1实施例在图5流程中出现失败退出2状态时，一个补救措施的流程图。

具体实施方式

一、实施例一

本发明一种基站定位的方法，移动网络为多个城市中的手持式终端提供网络连接服务。

本方法预先将移动网络内每个城市中所有区位的区位ID记载在手持式终端内的城市区位表中。城市区位表的结构，如图1所示，其中一个记录栏记载移动网络内一个城市的编号以及该城市中所有区位的区位ID。

本方法预先在移动网络内的每个城市进行已知点位置及周边基站信息的采集工作。并将采集的结果保存在该城市的已知点位置表中。一个城市的已知点位置表，如图2所示，一个记录栏记载该城市中每个已知点的识别码(已知点ID)、位置坐标(经度、纬度)和该已知点实测的周边所有基站的基站ID和信号强度。每个记录栏中第一个基站为采集时与之进行通信的基站，被业内称为主基站或当前基站。

本方法中，向已知点位置表中添加新的已知点数据的过程，如图4所示：

步骤B1，用具有GPS功能的移动终端采集当前位置坐标(经度、纬度)和周边所有基站的区位ID、基站ID和信号强度；执行步骤B2。

步骤B2，用区位ID查城市区位表，确定所在城市；执行步骤B3。

步骤B3，将当前位置坐标和周边所有基站的区位ID、基站ID和信号强度填入该城市的已知点位置表一个新的已知点记录栏，该已知点记录栏中将当前与之进行通信的基站作为第一个基站，以此标示该基站为主基站。

所有城市的已知点位置表保存在手持式终端中。城市区位表和所有城市的已知点位置表可以直接保存在手持式终端的内存中，也可以保存在配备给手持式终端的T卡中。

手持式终端查找与当前点最邻近的已知点的过程是：手持式终端采集当前点周边所有基站的区位ID、基站ID和信号强度；将信号强度最大的基站作为基准基站；用区位ID查城市区位表，确定所在城市；在所在城市的已知点位置表中找出所有其周边基站与当前点周边基站相同的基站个数最多的已知点，并把这些已知点记入周边已知点表；若周边已知点表中存在主基站为基准基站的已知点，则将该已知点作为最邻近已知点；否则，在周边已知点表中找出信号强度最强的基站为基准基站的已知点，将该已知点作为最邻近已知点；手持式终端在已知点位置表中查出最邻近已知点的位置坐标，作为当前点的位置坐标。

一个执行上述过程的典型流程，如图5所示：

子步骤C1-1，手持式终端采集当前点周边所有基站的区位ID、基站ID和信号强度；采集时，手持式终端接收周边多个基站发出的信标，获得这些基站的区位ID和基站ID；并通过这些信标信号测量出每个基站的接收信号强度(简称信号强度)。手持式终端为周边的每个基站编排一个序号，序号为1的基站为当前与之进行通信的基站，即主基站。手持式终端将所获得的周边多个基站的信息按照图3所示的格式保存，并复制在未知点单元中。执行子步骤C1-2。

子步骤C1-2。手持式终端将未知点单元中信号强度最大的基站作为基准基站；执行子步骤C2-1。

子步骤C2-1，手持式终端用基准基站的区位ID查城市区位表，确定所在城市；手持式终端在所在城市的已知点位置表中查出所有其周边基站包含未知点单元中所有基站的已知点，并把这些已知点记入周边已知点表；周边已知点表的一个记录栏记载对应已知点的识别码(已知点ID)和该已知点周边所有基站的基站ID和信号强度，其中第一个基站为主基站。执行子步骤C2-2。

子步骤C2-2，手持式终端检查周边已知点表是否为空？是则，执行步骤C2-3，降低条件继续找；否则，已经找出其周边基站与当前点周边基站相同的基站个数最多的已知点，执行子步骤C3-1。

子步骤C2-3，手持式终端检查未知点单元内基站的个数是否为下限(例如3个)？是则，认为查找最邻近的已知点的作业已经失败，以失败退出1退出本过程。否则，执行子步骤C2-4。

子步骤C2-4，从未知点单元中去除一个信号最弱的基站。执行子步骤C2-1，继续找。

子步骤C3-1。手持式终端在周边已知点表中查找主基站为基准基站的已知点，执行子步骤C3-2。

子步骤C3-2，判断是否找到了？是，则将该已知点作为最邻近已知点，执行步骤C4；否，则执行子步骤C3-3。

子步骤C3-3，在周边已知点表中查找信号强度最强的基站为基准基站的已知点，执行子步骤C3-4。

子步骤C3-4，判断是否找到了？是，则将该已知点作为最邻近已知点，执行步骤C4；否，则认为查找最邻近的已知点的作业已经失败，以失败退出2退出本过程。

以失败退出2退出，是因为周边已知点表中的所有已知点的周边基站均不包含基准基站。以至由子步骤C2-1到子步骤C2-4组成的步骤C2和由子步骤C3-1到子步骤C3-4组成的步骤C3不能找出最邻近已知点。作为补救措施，可以由手持式终端在所在城市的已知点位置表中找出一个已知点，该已知点具有基准基站且其周边基站与当前点周边基站相同的基站个数最多，把该已知点作为最邻近已知点。一个继续寻找最邻近已知点的典型处理方式，是执行以下子步骤组成的步骤C5：

子步骤C5-1，手持式终端按当前点的周边所有基站的区位ID、基站ID和信号强度，恢复未知点单元的内容；执行子步骤C5-2。

子步骤C5-2，手持式终端在所在城市的已知点位置表中查出所有其周边基站包含基准基站的已知点，并把这些已知点记入待查已知点表；待查已知点表的一个记录栏记载对应已知点的识别码(已知点ID)和该已知点周边所有基站的基站ID和信号强度，其中第一个基站为主基站。执行子步骤C5-3。

子步骤C5-3，手持式终端检查待查已知点表是否为空？是则，认为查找最邻近的已知点的作业已经失败，以失败退出3退出本过程。否则，执行子步骤C5-4。

子步骤C5-4，手持式终端在待查已知点表中找出与未知点单元中所有基站相同的基站个数(基站ID匹配数量)大于2且基站ID匹配数量最多的已知点，执行子步骤C5-5。

子步骤C5-5，判断是否找到了？是，则将该已知点作为最邻近已知点，退出本过程，转而执行步骤C4；否则，认为查找最邻近的已知点的作业已经失败，以失败退出4退出本过程。

以上所述，仅为本发明较佳实施例，不以此限定本发明实施的范围，依本发明的技术方案及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应属于本发明涵盖的范围。

Claims

1.一种基站定位的方法，手持式终端中保存有城市区位表和多个城市的已知点位置表；城市区位表中一个记录栏记载移动网络内一个城市中所有区位的区位ID；一个城市的已知点位置表一个记录栏记载该城市中每个已知点的位置坐标和该已知点实测的周边所有基站的基站ID和信号强度；本方法包含向已知点位置表中添加新的已知点数据的过程和查找与当前点最邻近的已知点的过程；

步骤B2，用区位ID查城市区位表，确定所在城市；

查找与当前点最邻近的已知点的过程包含的步骤有：

2.根据权利要求1所述的一种基站定位的方法，其特征在于：若步骤C3未找出所述的最邻近已知点，则执行以下步骤：

步骤C5，手持式终端在所在城市的已知点位置表中找出一个已知点，该已知点具有基准基站且其周边基站与当前点周边基站相同的基站个数最多，把该已知点作为最邻近已知点；执行步骤C4。