CN104602336A - 基于at指令的gsm网络下基站定位方法 - Google Patents

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CN104602336A
CN104602336A CN201410816047.5A CN201410816047A CN104602336A CN 104602336 A CN104602336 A CN 104602336A CN 201410816047 A CN201410816047 A CN 201410816047A CN 104602336 A CN104602336 A CN 104602336A
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CN
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longitude
formula
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田雨农
张晓伟
苍柏
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Dalian Roiland Technology Co Ltd
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Dalian Roiland Technology Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明提供一种不受硬件局限且定位误差相对较小的基于AT指令的GSM网络下基站定位方法，按照如下步骤进行：通过AT指令获得小区信息并查询n个基站经纬度位置坐标；通过AT指令获取各基站的时间提前量TA；根据公式 计算各基站距离r，单位Km；以距离最小的基站作为坐标原点，按照如下公式将各基站经纬度坐标转换为基站平面坐标xn，yn：设备平面坐标为x，y，根据

Description

基于AT指令的GSM网络下基站定位方法
技术领域
本发明涉及一种设备定位方法，尤其是一种不受硬件局限且定位误差相对较小的基于AT指令的GSM网络下基站定位方法。
背景技术
在基站定位过程中均需要计算设备与基站的距离。目前，有的采用能量衰减模型计算距离，但是由于多径效应和环境因素影响，导致误差较大；也有的基于时间到达来计算距离，但具体应用又受硬件设备所限。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种不受硬件局限且定位误差相对较小的基于AT指令的GSM网络下基站定位方法。
本发明的技术方案是：一种基于AT指令的GSM网络下基站定位方法，其特征在于按照如下步骤进行：
步骤1：通过AT指令获得小区信息并查询n个基站经纬度位置坐标；
步骤2：通过AT指令获取各基站的时间提前量TA；
步骤3：根据公式                                                计算各基站距离r，单位Km；
式中：
C为光速；
TA为时间提前量，取值范围在0~63；
：每个比特的时长；
步骤4：以距离最小的基站作为坐标原点，按照如下公式将各基站经纬度坐标转换为基站平面坐标x n ，y n ：
 ；
式中：
lat为基站的纬度，Pi为圆周率，R为地球半径；
lon_d为基站经度与坐标原点经度的差值；
lat_aver表示基站纬度与坐标原点纬度的平均值；
步骤5：设设备平面坐标为x，y，根据构造n个方程，求解x,y；
步骤6：按下式将设备平面坐标x，y转换为经纬度坐标；
 
式中：lat为设备的纬度，Pi为圆周率，R为地球半径，lon为设备经度。
本发明不受硬件条件所限，操作简单，所计算出的距离误差相对较小（一般误差为200~300m），完全可以用于粗略定位。因目前绝大多数GSM模块都支持AT指令，适用面广。
具体实施方式
步骤1：通过AT指令AT+CCED=0，2获取小区信息，命令中0表示只查询一次，2表示附件小区信息，并查询小区内n个基站经纬度位置坐标；
目前在展讯6531模块中，一般会获得三到四个基站信息，最多可以获取六个基站的信息；
步骤2：通过指令AT+CCED=1，4获取小区的时间提前量，命令中1表示自动查询指令，4表示各基站的时间提前量TA；
GSM网络采用的时分结构要求每个用户必须对应相应的时隙，但是电磁波传播要一定时延，所以要提前发射一定时间，即时间提前量TA；
步骤3：根据公式计算各基站距离r，单位Km；
式中：
C为光速；
TA为时间提前量，取值范围在0~63；
：每个比特的时长；
步骤4：以距离最小的基站作为坐标原点，按照如下公式将各基站经纬度坐标转换为基站平面坐标x n ，y n ：
；
式中：
lat为基站的纬度，Pi为圆周率，R为地球半径；
lon_d为基站经度与坐标原点经度的差值；
lat_aver表示基站纬度与坐标原点纬度的平均值；
    步骤5：设设备平面坐标为x，y，根据构造n个方程，求解x，y；
    如果获取六个基站，假设六个基站的坐标以及距离如下：
    基站1坐标：（x 1 ，y 1 ），距离r 1 ；
    基站2坐标：（x 2 ，y 2 ），距离r 2 ；
    基站3坐标：（x 3 ，y 3 ），距离r 3 ；
    基站4坐标：（x 4 ，y 4 ），距离r 4 ；
    基站5坐标：（x 5 ，y 5 ），距离r 5 ；
    基站6坐标：（x 6 ，y 6 ），距离r 6 ；
    假设设备所在地的坐标为（x，y），则根据两点距离公式可以构造六个方程如下：
                 
上述方程组是一个超定方程组，六个方程中有两个未知数x，y，根据最小二乘法就可以求方程组的最优解，即设备所在位置的平面坐标x，y；
步骤6：按下式将设备平面坐标x，y转换为经纬度坐标；
式中：lat为设备的纬度，Pi为圆周率，R为地球半径，lon为设备经度。
实验：
选取一地点同时采取本发明方法定位和GPS定位。
1.GPS定位结果如下：
lon=121.514219  lat=38.8488558；
采用展讯6531模块按照本发明方法执行如下步骤：
步骤1：执行AT指令AT+CCED=0,2，返回结果如下：
+CCED:460,01,16666,10681,53,120,20,460,01,16666,10683,57,97,19,460,01,16666,12811,42,99,19OK
根据以上结果查询三个基站位置坐标如下：
基站1：lon=121.546   lat=38.8551
基站2：lon=121.518   lat=38.8524
基站3：lon=121.531   lat=38.8493
步骤2：执行AT指令AT+CCED=1,4，返回结果（时间提前量）如下：
+CCED: 1
+CCED: 3
+CCED: 2
OK。
步骤3：利用上述时间提前量计算设备与基站的距离如下：
基站1距离：
基站2距离：
基站3距离：
步骤4：以距离最小的基站1作为坐标原点，将各基站经纬度坐标转换为基站平面坐标x n ，y n ：
基站1: （0,0）
基站2：（-2.427321，-0.300563）
基站3：（-1.300379，-0.645653）
步骤5：带入距离公式方程组，解出设备的平面位置坐标如下：
x=-0.422857  y=0;
步骤6：将设备平面坐标转换经纬度坐标如下：
Lon=121.5143012 lat=38.84753677
与GPS定位结果作比较，本发明的结果（121.5143012，38.84753677）与（121.514219，38.8488558）距离误差为147m。

Claims (1)

1.一种基于AT指令的GSM网络下基站定位方法，其特征在于按照如下步骤进行：
步骤1：通过AT指令获得小区信息并查询n个基站经纬度位置坐标；
步骤2：通过AT指令获取各基站的时间提前量TA；
步骤3：根据公式                                                计算各基站距离r，单位Km；
式中：
C为光速；
TA为时间提前量，取值范围在0~63；
：每个比特的时长；
步骤4：以距离最小的基站作为坐标原点，按照如下公式将各基站经纬度坐标转换为基站平面坐标x n ，y n ：
；
式中：
lat为基站的纬度，Pi为圆周率，R为地球半径；
lon_d为基站经度与坐标原点经度的差值；
lat_aver表示基站纬度与坐标原点纬度的平均值；
步骤5：设设备平面坐标为x，y，根据构造n个方程，求解x，y；
步骤6：按下式将设备平面坐标x，y转换为经纬度坐标；
 
式中：lat为设备的纬度，Pi为圆周率，R为地球半径，lon为设备经度。
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