CN105764025B - 多网定位查询方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多网定位查询方法和系统。该方法包括：接收用户终端发送的定位服务请求，其中，用户终端的定位服务请求包括用户终端上报的环境参数，基础网络能提供多种定位方式产生的定位结果；根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值；选择适配值最高的定位方式，向基础网络发送终端定位请求；判断是否在预定时间内接收到定位结果；若在预定时间内接收到定位结果，则将定位结果发送给用户终端。本发明可以为多种终端提供定位服务，缩短了终端位置查询的响应时间，通过多网联合定位，提高了终端的定位精度。

Description

多网定位查询方法和系统

技术领域

本发明涉及位置服务领域，特别涉及一种多网定位查询方法和系统。

背景技术

目前的无线网络是由多种网络形式组成的，终端的形式也呈现多样化。越来越广泛的终端希望能够得到网络的定位服务。传统的定位服务系统往往只能提供一种定位方式，很难满足复杂环境下终端的定位需求。同时，多样化的基础网络也为终端定位提供了多种资源，泛在网络特征下的定位技术，不再是单一网络的终端定位，而是多种网络的联合定位。

现有技术在终端坐标未知的情况下，无线环境参数获取不充分时，无法估计各个定位方式定位误差的。不能够在接收来自多种终端形式的位置请求，并能够在多种基础网络中合理的查询终端的位置，评估终端所处无线环境的特点，以选择合适的定位方式。

发明内容

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种多网定位查询方法和系统，可以为多种终端提供定位服务，缩短了终端位置查询的响应时间，通过多网联合定位，提高了终端的定位精度。

根据本发明的一个方面，提供一种多网定位查询方法，包括：

接收用户终端发送的定位服务请求，其中，用户终端的定位服务请求包括用户终端上报的环境参数，基础网络能提供多种定位方式产生的定位结果；

根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值；

选择适配值最高的定位方式，向基础网络发送终端定位请求；

判断是否在预定时间内接收到定位结果；

若在预定时间内接收到定位结果，则将定位结果发送给用户终端。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

若在预定时间内未接收到定位结果，则选择基础网络中还未使用的定位方式中适配值最高的方式，执行向基础网络发送终端定位请求的步骤。

在本发明的一个实施例中，在根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值的步骤之后，所述方法还包括：

选择所有定位方式中适配值最高的m种定位方式，同时向基础网络发送终端定位请求，其中m为大于1的自然数；

若同时接收到n种定位方式返回的定位数据，则根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果，之后执行将定位结果发送给用户终端的步骤，其中1<n≤m且n为自然数。

在本发明的一个实施例中，根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果的步骤包括：

选择n种定位方式中，适配值最高的定位方式返回的定位数据作为定位结果。

在本发明的一个实施例中，根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果的步骤包括：

将n种定位方式返回的定位数据进行加权平均后作为定位结果。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

若只接收到一种定位方式返回的定位数据，则将接收到的定位数据作为定位结果，之后执行将定位结果发送给用户终端的步骤。

在本发明的一个实施例中，环境参数包括参考点ID，其中参考点为基础网络中坐标已知、用于终端定位的基准点；

根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值的步骤包括：

根据用户终端上报的参考点ID在数据库中查询参考点的已知坐标；

根据所述参考点的已知坐标获取用户终端到所述参考点的真实距离；

根据用户终端上报的环境参数获取每种方式下所述真实距离的距离测量误差；

根据所述定位方式的距离测量误差获取相应定位方式的定位误差；

根据所述定位方式的定位误差获取相应定位方式的适配值。

根据本发明的另一方面，提供一种多网定位查询系统，包括请求接收单元、适配值获取单元、第一请求发送单元、识别单元和定位结果发送单元，其中：

请求接收单元，用于接收用户终端发送的定位服务请求，其中，用户终端的定位服务请求包括用户终端上报的环境参数，基础网络能提供多种定位方式产生的定位结果；

适配值获取单元，用于根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值；

第一请求发送单元，用于选择适配值最高的定位方式，向基础网络发送终端定位请求；

识别单元，用于判断是否在预定时间内接收到定位结果；

定位结果发送单元，用于根据识别单元的判断结果，在预定时间内接收到定位结果时，将定位结果发送给用户终端。

在本发明的一个实施例中，第一请求发送单元还用于在根据识别单元的判断结果，在预定时间内未接收到定位结果时，选择基础网络中还未使用的定位方式中适配值最高的方式，执行向基础网络发送终端定位请求的操作。

在本发明的一个实施例中，所述系统还包括第二请求发送单元和第一结果获取单元，其中：

第二请求发送单元，用于在适配值获取单元根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值之后，选择所有定位方式中适配值最高的m种定位方式，同时向基础网络发送终端定位请求，其中m为大于1的自然数；

第一结果获取单元，用于在同时接收到n种定位方式返回的定位数据时，根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果，之后指示定位结果发送单元将定位结果发送给用户终端，其中1<n≤m且n为自然数。

在本发明的一个实施例中，第一结果获取单元在根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果时，具体用于选择n种定位方式中，适配值最高的定位方式返回的定位数据作为定位结果。

在本发明的一个实施例中，第一结果获取单元在根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果时，具体用于将n种定位方式返回的定位数据进行加权平均后作为定位结果。

在本发明的一个实施例中，所述系统还包括第二结果获取单元，其中：

第二结果获取单元，用于在只接收到一种定位方式返回的定位数据时，将接收到的定位数据作为定位结果，之后指示定位结果发送单元将定位结果发送给用户终端。

在本发明的一个实施例中，环境参数包括参考点ID，其中参考点为基础网络中坐标已知、用于终端定位的基准点；

适配值获取单元包括坐标获取模块、距离获取模块、距离误差获取模块、定位误差获取模块和适配值获取模块，其中：

坐标获取模块，用于根据用户终端上报的参考点ID在数据库中查询参考点的已知坐标；

距离获取模块，用于根据所述参考点的已知坐标获取用户终端到所述参考点的真实距离；

距离误差获取模块，用于根据用户终端上报的环境参数获取每种方式下所述真实距离的距离测量误差；

定位误差获取模块，用于根据所述定位方式的距离测量误差获取相应定位方式的定位误差；

适配值获取模块，用于根据所述定位方式的定位误差获取相应定位方式的是适配值。

本发明可以为多种终端提供定位服务，并能够利用多种基础网络进行高精度定位。本发明解决了现有技术在终端坐标未知的情况下，无线环境参数获取不充分时，估计各个定位方式定位误差的难题，较为合理的评估定位方式的适配性，为定位方式的合理选用提供依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明多网定位查询方法一个实施例的示意图。

图2为本发明多网定位查询系统的应用场景图。

图3为一个实施例中获取定位方式适配值的示意图。

图4为本发明多网定位查询方法另一实施例的示意图。

图5为本发明多网定位查询方法又一实施例的示意图。

图6为本发明多网定位查询系统一个实施例的示意图。

图7为本发明一个实施例中适配值获取模块的示意图。

图8为本发明多网定位查询系统另一实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本发明多网定位查询方法一个实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明多网定位查询系统执行。该方法包括以下步骤：

步骤101，接收用户终端发送的定位服务请求，其中，用户终端的定位服务请求包括用户终端上报的环境参数，基础网络能提供多种定位方式产生的定位结果。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，本发明多网定位查询方法可通过泛在终端接口，接受多种用户终端的定位服务请求。只要用户终端能够以任意一种方式接入网络，如蜂窝通信网络、无线局域网(WLAN)、传感器网络(WSN)等，就可以向本发明多网定位查询方法发起定位服务请求，系统对定位数据融合后的终端定位结果也可以通过终端的接入网广播给用户。多种用户终端形式包括北斗终端、手机、WiFi设备、传感器等。

在本发明的一个实施例中，该多网定位查询系统通过泛在网络接口，可以向终端周围的多种基础网络发起定位请求。利用包括北斗卫星、地面基准站、通信网基站、WLAN接入点(AP)、WSN节点在内多种网络参考点测量并计算终端的位置。系统得到各个基础网络的反馈结果后经过计算，将最终定位结果广播给终端用户。

在本发明的一个实施例中，所述定位方式包括卫星定位、通信网基站与卫星混合定位、卫星加地面基准站增强定位、通信网基站定位、无线传感网定位、WiFi指纹定位中的至少一个。

在本发明的一个实施例中，定位方式的数量大于基础网络的数量。例如：通信网基站网络和卫星定位网络两种基础网络可以提供通信网基站定位、卫星定位、通信网基站与卫星混合定位三种定位方式的定位结果。

步骤102，根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值。

步骤103，选择适配值最高的定位方式，向基础网络发送终端定位请求。

步骤104，判断是否在预定时间内接收到定位结果。

步骤105，若在预定时间内接收到定位结果，则将定位结果发送给用户终端。

在本发明的一个实施例中，系统根据用户终端发起定位服务请求的接入网络，采用同样的网络向终端广播定位结果数据。

在本发明的一个实施例中，步骤104之后，所述方法还可以包括：

若在预定时间内未接收到定位结果，则选择基础网络中还未使用的定位方式中适配值最高的方式，执行向基础网络发送终端定位请求的步骤。

基于本发明上述实施例提供的多网定位查询方法，按照适配值从高到低的顺序，逐个定位方式向基础网络查询终端位置，从而可以为多种终端提供定位服务，并能够利用多种基础网络进行高精度定位。本发明解决了现有技术在终端坐标未知的情况下，无线环境参数获取不充分时，估计各个定位方式定位误差的难题，较为合理的评估定位方式的适配性，为定位方式的合理选用提供依据。

在本发明的一个实施例中，环境参数包括参考点ID，其中参考点为基础网络中坐标已知、用于终端定位的基准点。如图3所示，图1中所示的步骤102具体可以包括：

步骤301，根据用户终端上报的参考点ID在数据库中查询参考点的已知坐标。

在本发明的一个实施例中，步骤301可以包括查询卫星、基站、传感器节点等参考点的准确坐标记录，其中定义(x_i,y_i,z_i)为第i个参考点的坐标，i＝1,2,3,…,N。

步骤302，根据所述参考点的已知坐标获取用户终端到所述参考点的真实距离。

在本发明的一个实施例中，步骤302可以包括：

首先，选定N个参考节点的几何中心为“假想终端”位置(x,y,z)。这是因为终端的真实位置，甚至粗略的估计位置都是不可获得的。此处只能合理假设终端在参考点中间位置进行坐标误差的估计，近似代替其他位置终端的误差估计。这一假设的依据是在大多数情况下，参考点都是位于终端的四周，例如手机所能搜索到的参考基站大多位于其主基站的相邻基站，位于终端的四周环绕。

另外，假设终端位于地球表面，z＝0。所以，“假想终端”真实坐标设定为

然后，获取“假想终端”到各个参考点的真实距离

步骤303，根据用户终端上报的环境参数和位置求解方程获取每种方式下所述真实距离的距离测量误差。即，测量各个真实距离的距离测量误差即距离误差e_i∈[0,e_im]，其中e_im为第i个距离的误差较大值。

下面具体实施例中分别针对每种定位方式的距离测量误差的获取进行具体介绍：

1、北斗、GPS等单纯卫星定位方式

环境参数包括：可见卫星数量N以及每颗可见卫星的相关ID信息、以及可见卫星的到达时间测量误差i＝1，2，3，…N。

以单纯北斗卫星定位为例：北斗接收机通过解算之后获得与卫星之间的伪距，通过求解下式的距离方程计算终端坐标。

在公式(1)中，(x,y,z)为终端的坐标，(x_SVi,y_SVi,z_SVi)为可见卫星的坐标。(t_r-t_t-SV1)C称为“伪距”没有考虑终端与卫星时钟差τ的距离，C为光速。t_r是终端接收到信号记录的终端时间，t_t-SV1是卫星原子钟发射信号的时间，这个是由于电离层等因素有误差的。其中钟差τ要通过求解方程确定。

对于单纯北斗卫星定位方式，假设接收机解算后的钟差τ与到达时间差的误差Δt_i基本相当，则卫星距离方程中的距离误差e_i∈[0,2CΔt_i]。

2、通信网基站与卫星混合定位

环境参数包括：通信网基站定位方式的视距基站个数N，相邻基站的到达时间测量误差i＝1,2,3,…N，信号强度(RSS)法的距离测量误差i＝1,2,3,…N，终端与主服务基站的时间同步误差σ_τ；以及可见卫星数量N以及每颗可见卫星的相关ID信息、以及可见卫星的到达时间测量误差i＝1,2,3,…N。

以通信网基站与北斗卫星混合定位为例，当卫星数目大于4时，北斗卫星即可确定终端位置。通过通信网基站的辅助，可以获得终端的粗略位置，有利于加快搜星过程，定位精度不会有本质改善，但可以降低首次定位时间，提高接收灵敏度。

当可见卫星数目小于4颗时，需要通信网基站的混合定位才能确定终端位置。终端被服务的主基站可以通过RTD(往返延迟，Round Trip Delay)测量，使得终端与系统时间同步，进而确定终端与系统时间的钟差τ。另外基站可以采用到达时间TOA(time of arrival)(或者信号强度)的测量获得终端到达基站的距离。通过下面的距离方程计算终端坐标

根据公式(2)，通过基站测量钟差τ的误差设为Δτ，卫星到达时间差的误差Δt_i、基站达到时间误差Δt_BSi、可以得到：卫星距离方程的距离误差e_i∈[0,(Δt_i+Δτ)C]，基站距离方程的距离误差e_i∈[0,Δt_BSiC]。

3、卫星加地面基准站增强定位

环境参数包括：地面基准站提供的卫星到达时间测量的校正信息的误差

以北斗卫星加地面基准站增强定位为例：为提高北斗卫星的定位精度，可以采用RTD、RTK(Real-time kinematic，实时动态控制)等地面增强技术。基本原理地面基准站的坐标是已知的，基准站测量卫星的到达时间差与理论值进行比较，对终端的测量卫星到达时间差时由于电离层延时产生的误差进行校正，其中Δt_SVi为第i个基准站的校正信息，Δt_SV为来自多个基准站校正信息经过平均处理的伪距校正信息。经过基准站校正后，公式(3)的距离方程中的测量时间t_r,t_t-SVi可以认为是准确的，误差主要存在于基准站的校正误差，这种定位方式的定位精度很高。

根据公式(3)，同样假设接收机解算后的钟差与到达时间差的误差基本相当，由于地面基准站的校正，发送和接收时刻t_r,t_t-SV1的误差可以忽略，只考虑Δt_SV的误差。那么可得卫星距离方程的距离误差e_i∈[0,2CΔt_SV]。

4、通信网基站定位

环境参数包括：通信网基站定位方式的视距基站个数N，相邻基站的到达时间测量误差i＝1,2,3,…N，信号强度(RSS)法的距离测量误差i＝1,2,3,…N，终端与主服务基站的时间同步误差σ_τ。

终端还可以通过通信网基站测量的到达时间(TOA)或者接收信号强度，进行三角定位的方程如下

其中，d_i为基站到终端的距离，根据(4)可以获得：通过TOA测量的距离误差e_i∈[0,CΔt_BSi]，通过RSS测量的距离误差e_i∈[0,Δd_i]。

5、无线传感网定位

环境参数包括：无线传感器定位方式的可见参考节点个数N以及到达时间测量误差i＝1,2,3,…N，信号强度法(RSS)的距离测量误差i＝1,2,3,…N。

无线传感器网路也可以通过已知坐标的传感器节点作为参考点(类似于基站)，通过TOA/RSS的方式进行定位，基本原理与通信网基站定位方式相同，由此，其测量的距离误差也与通信网基站定位方式相同。

6、WiFi指纹定位

环境参数包括：WiFi指纹定位方式的指纹数据库情况，包括参考节点网格的平均间距Δr。

无线局域网中的WiFi指纹定位是通过在一定AP覆盖区域内，通过划分网格，在每个网格内选择一个参考点进行一次AP信号强度的测量，记录下参考点的坐标与信号强度向量，并将此作为指纹库。定位时，通过匹配终端的指纹既可以确定终端的位置。

由于AP的坐标一般是未知的，指纹定位的误差一般直接采用网格参考点的平均间距Δr作为终端最后的坐标误差。

步骤304，根据所述定位方式的距离测量误差获取相应定位方式的定位误差。

在本发明的一个实施例中，步骤304可以包括：

综合上述各个定位方式的距离方程，可以统一为下面的形式

下面根据距离方程式(5)计算“假想终端”坐标的最小二乘解根据三角定位原理，第i个参考点的距离误差e_i投影到x轴方向的坐标误差同理可以计算距离误差投影到y轴、z轴方向的坐标误差Δy_i,Δz_i。

因此，“假想终端”在x轴方向的最小二乘解满足所以，最小二乘估计在x轴方向的误差 其中e_i∈[0,e_im]。

同理可以计算终端在y，z轴方向的误差范围

综上，终端的定位坐标误差

步骤305，根据所述定位方式的定位误差获取相应定位方式的适配值。

在本发明的一个实施例中，适配值S＝1/Δr。定位误差Δr越大，则该定位方式在终端所处的无线环境中越不适合采用，适配性越差。

图4为本发明多网定位查询方法另一实施例的示意图。所述方法包括：

步骤401，接收用户终端发送的定位服务请求。

步骤402，根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值。

步骤403，选择适配值最高的定位方式。

步骤404，向基础网络发送终端定位请求。

步骤405，判断是否在预定时间内接收到定位结果。若在预定时间内接收到定位结果，则执行步骤406；否则，若在预定时间内未接收到定位结果，则执行步骤407。

步骤406，将定位结果发送给用户终端。

步骤407，选择基础网络中还未使用的定位方式中适配值最高的方式；之后执行步骤404。

在本发明的一个实施例中，如果高适配值的定位方式定位失败，则选择次优适配值的定位方式查询，直到成功定位为止。如果所有定位方式都没有返回定位结果，则定位失败。

本发明的上述实施例，系统估算终端可选定位方式的定位误差后，按照适配值从高到低的顺序，逐个定位方式向基础网络查询终端位置。

图5为本发明多网定位查询方法又一实施例的示意图。所述方法包括：

步骤501，接收用户终端发送的定位服务请求。

步骤502，根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值。

步骤503，选择所有定位方式中适配值最高的m种定位方式，同时向基础网络发送终端定位请求，其中m为大于1的自然数；之后执行步骤504或步骤505。

步骤504，若同时接收到n种定位方式返回的定位数据，则根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果，之后执行步骤506，其中1<n≤m且n为自然数。

在本发明的一个实施例中，步骤504中，根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果的步骤可以包括：选择n种定位方式中，适配值最高的定位方式返回的定位数据作为定位结果。

在本发明的一个实施例中，步骤504中，根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果的步骤可以包括：将n种定位方式返回的定位数据进行加权平均后作为定位结果。

在本发明的一个实施例中，将n种定位方式返回的定位数据进行加权平均作为定位结果的步骤具体包括：

如果系统选择并发请求的位置查询方式，基础网络向系统返回多种网络的定位结果X_t，t＝1,2,…n。将多个定位结果进行加权平均时，除了考虑定位方式的适配值，还要考虑适配值估计的准确度。为了避免某种定位方式的适配值估计错误导致的定位误差很大的结果被赋予较重的权值，使得平均后的结果误差过大。也就是要抑制偏离平均定位结果的那些“孤立定位结果”。

如果n种定位方式返回的定位结果X_t,计算任意两个定位结果的距离d_ij＝||X_i-X_j||。那么定位结果的偏离平均值的程度可以定义为即第t个结果距离所有其他结果的距离均值。

定义第t个定位结果的估计适配值为S_t。可得多网定位结果的加权平均为

步骤505，若只接收到一种定位方式返回的定位数据，则将接收到的定位数据作为定位结果，之后执行步骤506。

步骤506，将定位结果发送给用户终端。

在本发明的一个实施例中，如果没有定位结果返回，则选择其他定位方式，保证基本定位需求。

图4所示的实施例采用逐级询问方式，估算终端可选定位方式的定位误差后，按照适配值从高到低的顺序，逐个定位方式向基础网络查询终端位置。而图5所示的实施例采用并发请求方式，根据估算的定位方式的适配值后，同时选择多种适配性较好的定位方式，同时向基础网络发出定位请求。

这两种位置查询方式有各自的优势，系统要根据终端的需求特点合理选择。如果用户终端所处定位环境较为理想，需要定位具有较高的鲁棒性且对实时性要求不高，那么选择逐级询问方式；如果用户终端所处的定位环境不理想，而且要求较快的定位时间，那么要选择并发请求方式。

本发明的上述实施例通过设计多网位置查询系统，使得位置服务系统可以为多种终端提供定位服务，并能够利用多种基础网络进行高精度定位。本发明解决了现有技术在终端坐标未知的情况下，无线环境参数获取不充分时，估计各个定位方式定位误差的难题，较为合理的评估定位方式的适配性，为定位方式的合理选用提供依据。此外，本发明在选择位置查询方式时，可以根据终端的需求特点，选择逐级查询方式和并发请求方式。能够对多种定位方式的结果进行数据融合处理，大大提高了复杂环境下终端定位的精度和鲁棒性。

图6为本发明多网定位查询系统一个实施例的示意图。如图6所示，所述多网定位查询系统包括请求接收单元601、适配值获取单元602、第一请求发送单元603、识别单元604和定位结果发送单元605，其中：

请求接收单元601，用于接收用户终端发送的定位服务请求，其中，用户终端的定位服务请求包括用户终端上报的环境参数，基础网络能提供多种定位方式产生的定位结果。

适配值获取单元602，用于根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值。

第一请求发送单元603，用于选择适配值最高的定位方式，向基础网络发送终端定位请求。

识别单元604，用于判断是否在预定时间内接收到定位结果。

定位结果发送单元605，用于根据识别单元604的判断结果，在预定时间内接收到定位结果时，将定位结果发送给用户终端。

在本发明的一个实施例中，第一请求发送单元603还用于在根据识别单元604的判断结果，在预定时间内未接收到定位结果时，选择基础网络中还未使用的定位方式中适配值最高的方式，执行向基础网络发送终端定位请求的操作。

基于本发明上述实施例提供的多网定位查询系统，按照适配值从高到低的顺序，逐个定位方式向基础网络查询终端位置，从而可以为多种终端提供定位服务，并能够利用多种基础网络进行高精度定位。本发明解决了现有技术在终端坐标未知的情况下，无线环境参数获取不充分时，估计各个定位方式定位误差的难题，较为合理的评估定位方式的适配性，为定位方式的合理选用提供依据。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，请求接收单元601可通过泛在终端接口，接受多种用户终端的定位服务请求。只要用户终端能够以任意一种方式接入网络，如蜂窝通信网络、无线局域网(WLAN)、传感器网络(WSN)等，就可以向本发明多网定位查询方法发起定位服务请求，系统对定位数据融合后的终端定位结果也可以通过终端的接入网广播给用户。多种用户终端形式包括北斗终端、手机、WiFi设备、传感器等。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，第一请求发送单元603通过泛在网络接口，可以向终端周围的多种基础网络发起定位请求。利用包括北斗卫星、地面基准站、通信网基站、WLAN接入点(AP)、WSN节点在内多种网络参考点测量并计算终端的位置。系统得到各个基础网络的反馈结果后经过计算，将最终定位结果广播给终端用户。

在本发明的一个实施例中，定位结果发送单元605根据用户终端发起定位服务请求的接入网络，采用同样的网络向终端广播定位结果数据。

在本发明的一个实施例中，环境参数包括参考点ID，其中参考点为基础网络中坐标已知、用于终端定位的基准点。

图7为本发明一个实施例中适配值获取模块的示意图。如图7所示，图6中的适配值获取单元602可以包括坐标获取模块701、距离获取模块702、距离误差获取模块703、定位误差获取模块704和适配值获取模块705，其中：

坐标获取模块701，用于根据用户终端上报的参考点ID在数据库中查询参考点的已知坐标。

在本发明的一个实施例中，坐标获取模块701具体用于查询卫星、基站、传感器节点等参考点的准确坐标记录，其中，定义(x_i,y_i,z_i)为第i个参考点的坐标，i＝1,2,3,…,N。

距离获取模块702，用于根据所述参考点的已知坐标获取用户终端到所述参考点 的真实距离

距离误差获取模块703，用于根据用户终端上报的环境参数获取每种方式下所述真实距离的距离测量误差即距离误差e_i∈[0,e_im]，其中e_im为第i个距离的误差较大值。

定位误差获取模块704，用于根据所述定位方式的距离测量误差获取相应定位方式的定位误差。

在本发明的一个实施例中，定位误差获取模块704具体采用最小二乘估计在x轴方 向的误差其中e_i∈[0,e_im]；同理可以计算终端在y，z轴方向 的误差范围从而确定终端的定位坐标误差

适配值获取模块705，用于根据所述定位方式的定位误差获取相应定位方式的是适配值。

在本发明的一个实施例中，适配值获取模块705根据公式S＝1/Δr获取适配值S。定位误差Δr越大，则该定位方式在终端所处的无线环境中越不适合采用，适配性越差。

图8为本发明多网定位查询系统另一实施例的示意图。与图6所示实施例相比，在图8所示实施例中，所述系统还包括第二请求发送单元801和第一结果获取单元802，其中：

第二请求发送单元801，用于在适配值获取单元602根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值之后，选择所有定位方式中适配值最高的m种定位方式，同时向基础网络发送终端定位请求，其中m为大于1的自然数。

第一结果获取单元802，用于在同时接收到n种定位方式返回的定位数据时，根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果，之后指示定位结果发送单元605将定位结果发送给用户终端，其中1<n≤m且n为自然数。

在本发明的一个实施例中，第一结果获取单元802在根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果时，具体用于选择n种定位方式中，适配值最高的定位方式返回的定位数据作为定位结果。

在本发明的一个实施例中，第一结果获取单元802在根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果时，具体用于将n种定位方式返回的定位数据进行加权平均后作为定位结果。

在本发明的一个实施例中，如图8所示，所述系统还包括第二结果获取单元803，其中：

第二结果获取单元803，用于在只接收到一种定位方式返回的定位数据时，将接收到的定位数据作为定位结果，之后指示定位结果发送单元605将定位结果发送给用户终端。

本发明上述实施例中既可以通过第一请求发送单元603、识别单元604采用逐级询问方式，估算终端可选定位方式的定位误差后，按照适配值从高到低的顺序，逐个定位方式向基础网络查询终端位置。同时也可以通过第二请求发送单元801、第一结果获取单元802和第二结果获取单元803采用并发请求方式，根据估算的定位方式的适配值后，同时选择多种适配性较好的定位方式，同时向基础网络发出定位请求。

这两种位置查询方式有各自的优势，系统要根据终端的需求特点合理选择。如果用户终端所处定位环境较为理想，需要定位具有较高的鲁棒性且对实时性要求不高，那么选择逐级询问方式；如果用户终端所处的定位环境不理想，而且要求较快的定位时间，那么要选择并发请求方式。

本发明的上述实施例通过设计多网位置查询系统，使得位置服务系统可以为多种终端提供定位服务，并能够利用多种基础网络进行高精度定位。本发明解决了现有技术在终端坐标未知的情况下，无线环境参数获取不充分时，估计各个定位方式定位误差的难题，较为合理的评估定位方式的适配性，为定位方式的合理选用提供依据。此外，本发明在选择位置查询方式时，可以根据终端的需求特点，选择逐级查询方式和并发请求方式。能够对多种定位方式的结果进行数据融合处理，大大提高了复杂环境下终端定位的精度和鲁棒性。

在上面所描述的请求接收单元601、适配值获取单元602、第一请求发送单元603、识别单元604、定位结果发送单元605、第二请求发送单元801、第一结果获取单元802、第二结果获取单元803等功能单元可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

下面通过具体示例对的方法进行说明：

在本发明的一个典型实施例中，一台具有WiFi和北斗芯片的手机，向本发明所述多网定位查询系统发起定位服务请求。所述实施例包括以下步骤：

步骤1，用户终端选择无线局域网(WLAN)的方式连接位置服务系统，通过手机内置的WiFi模块，将定位服务请求发送给系统，并向系统提供无线环境参数，其中，所述无线环境参数包括：

北斗卫星定位方式的可见卫星数量N以及每颗可见卫星的相关ID信息，可见卫星的到达时间测量误差Δt_i,i＝1,2,3,…N；

通信网基站定位方式的视距基站个数N，相邻基站的到达时间测量误差Δt_BSi,i＝1,2,3,…N。终端与主服务基站的时间同步误差Δτ；

WiFi指纹定位方式的指纹数据库情况，包括参考节点网格的平均间距Δr。

步骤2，多网定位查询系统从WLAN网络接收到终端的请求以及上报的无线参数。

步骤3，系统计算终端这几种定位方式的适配值

步骤3.1，根据终端上报参考点的ID在数据库中查询参考点的已知坐标，包括北斗卫星、基站的准确坐标记录。记定义(x_i,y_i,z_i)为第i个参考点的坐标，i＝1,2,3,…,N。

步骤3.2，获取“假想终端”真实坐标设定为

步骤3.3，获取“假想终端”到各个参考点的真实距离

步骤3.4，获取各种定位方式距离测量误差e_im的估计：

a、单纯北斗卫星定位：卫星距离方程中的距离误差e_i∈[0,2CΔt_i]；

b、通信网基站与卫星混合定位：卫星距离方程的距离误差e_i∈[0,(Δt_i+Δτ)C]，基站距离方程的距离误差e_i∈[0,Δt_BSiC]；

c、通信网基站定位：基站的距离误差e_i∈[0,CΔt_BSi]；

d、WiFi指纹定位：网格参考点的平均间距Δr。

步骤3.5，获取各种定位方式的定位结果误差估计：最小二乘估计在x轴方向的误 差其中e_i∈[0,e_im]。同理可以计算终端在y，z轴方向的误差 范围终端的定位坐标误差

步骤3.6，获取该定位方式的适配值S＝1/Δr。

步骤4，由于用户终端要求系统定位响应时间较短，选择并发请求方式。因此系统同时向基础网络发起单纯北斗卫星定位、通信网基站与卫星混合定位、通信网基站定位三种定位方式的请求。

步骤5，基础网络向系统返回三种网络的定位结果X_t，t＝1,2,3.则加权平均后的定位结果为其中d_ij＝||X_i-X_j||。

步骤6，系统通过WLAN网络向终端广播定位结果数据。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (12)

1.一种多网定位查询方法，其特征在于，包括：

接收用户终端发送的定位服务请求，其中，用户终端的定位服务请求包括用户终端上报的环境参数，基础网络能提供多种定位方式产生的定位结果；

根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值；

选择适配值最高的定位方式，向基础网络发送终端定位请求；

判断是否在预定时间内接收到定位结果；

若在预定时间内接收到定位结果，则将定位结果发送给用户终端；

其中，环境参数包括参考点ID，其中参考点为基础网络中坐标已知、用于终端定位的基准点；

根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值的步骤包括：

根据用户终端上报的参考点ID在数据库中查询参考点的已知坐标；

根据所述参考点的已知坐标获取用户终端到所述参考点的真实距离；

根据用户终端上报的环境参数获取每种方式下所述真实距离的距离测量误差；

根据所述定位方式的距离测量误差获取相应定位方式的定位误差；

根据所述定位方式的定位误差获取相应定位方式的适配值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若在预定时间内未接收到定位结果，则选择基础网络中还未使用的定位方式中适配值最高的方式，执行向基础网络发送终端定位请求的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值的步骤之后，还包括：

选择所有定位方式中适配值最高的m种定位方式，同时向基础网络发送终端定位请求，其中m为大于1的自然数；

若同时接收到n种定位方式返回的定位数据，则根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果，之后执行将定位结果发送给用户终端的步骤，其中1<n≤m且n为自然数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果的步骤包括：

选择n种定位方式中，适配值最高的定位方式返回的定位数据作为定位结果。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果的步骤包括：

将n种定位方式返回的定位数据进行加权平均后作为定位结果。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

若只接收到一种定位方式返回的定位数据，则将接收到的定位数据作为定位结果，之后执行将定位结果发送给用户终端的步骤。

7.一种多网定位查询系统，其特征在于，包括请求接收单元、适配值获取单元、第一请求发送单元、识别单元和定位结果发送单元，其中：

请求接收单元，用于接收用户终端发送的定位服务请求，其中，用户终端的定位服务请求包括用户终端上报的环境参数，基础网络能提供多种定位方式产生的定位结果；

适配值获取单元，用于根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值；

第一请求发送单元，用于选择适配值最高的定位方式，向基础网络发送终端定位请求；

识别单元，用于判断是否在预定时间内接收到定位结果；

定位结果发送单元，用于根据识别单元的判断结果，在预定时间内接收到定位结果时，将定位结果发送给用户终端；

其中，环境参数包括参考点ID，其中参考点为基础网络中坐标已知、用于终端定位的基准点；

适配值获取单元包括坐标获取模块、距离获取模块、距离误差获取模块、定位误差获取模块和适配值获取模块，其中：

坐标获取模块，用于根据用户终端上报的参考点ID在数据库中查询参考点的已知坐标；

距离获取模块，用于根据所述参考点的已知坐标获取用户终端到所述参考点的真实距离；

距离误差获取模块，用于根据用户终端上报的环境参数获取每种方式下所述真实距离的距离测量误差；

定位误差获取模块，用于根据所述定位方式的距离测量误差获取相应定位方式的定位误差；

适配值获取模块，用于根据所述定位方式的定位误差获取相应定位方式的是适配值。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

第一请求发送单元还用于在根据识别单元的判断结果，在预定时间内未接收到定位结果时，选择基础网络中还未使用的定位方式中适配值最高的方式，执行向基础网络发送终端定位请求的操作。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括第二请求发送单元和第一结果获取单元，其中：

第二请求发送单元，用于在适配值获取单元根据用户终端上报的环境参数获取当前所有定位方式的适配值之后，选择所有定位方式中适配值最高的m种定位方式，同时向基础网络发送终端定位请求，其中m为大于1的自然数；

第一结果获取单元，用于在同时接收到n种定位方式返回的定位数据时，根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果，之后指示定位结果发送单元将定位结果发送给用户终端，其中1<n≤m且n为自然数。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

第一结果获取单元在根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果时，具体用于选择n种定位方式中，适配值最高的定位方式返回的定位数据作为定位结果。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

第一结果获取单元在根据n种定位方式返回的定位数据确定定位结果时，具体用于将n种定位方式返回的定位数据进行加权平均后作为定位结果。

12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括第二结果获取单元，其中：

第二结果获取单元，用于在只接收到一种定位方式返回的定位数据时，将接收到的定位数据作为定位结果，之后指示定位结果发送单元将定位结果发送给用户终端。