CN106102013A - 一种定位方法及系统 - Google Patents

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赵波
夏成林
何江海
倪彦泽
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Abstract

本发明涉及一种定位方法和一种定位系统，方法包括以下步骤：基站无线信号强度数据预采集，通过预采集设备对目标区域内各坐标点处的基站无线信号强度数据及该坐标点位置信息进行预采集；将采集到的无线信号强度数据及相对应的坐标点信息汇整形成基础数据集合；接收被定位设备传回的关于当前所在位置处的基站无线信号强度数据，并从所述基础数据集合中查出与被定位设备当前所在位置处的基站无线信号强度参数相匹配的位置信息。通过应用本发明中的定位方法，被定位设备只需具备基础的通信功能即可，无需其他定位模块。相对与利用WiFi定位及GPS等卫星定位系统，本方法及系统具有，设计简单，低成本，低功耗等特点。

Description

一种定位方法及系统
技术领域
本发明涉及一种定位方法，具体涉及一种定位装置在无WIFI信号下实现精准定位的方法。
背景技术
当前智能定位设备（如常见的智能手机）常用的以下三种定位方式，这三种定位方式各具优缺点，通常组合使用。
一、是带GPS/北斗/“伽利略”/GLONASS芯片实现卫星定位。卫星定位问题的最大的优点在于精准，而最大问题在于室内或是建筑密集区域无法接收到卫星信号而定不了位。
二、通过WiFi系统实现WiFi定位。WiFi之所以能够对用户进行定位。因为在Android、iOS和Windows Phone这些手机操作系统中内置了位置服务，由于每一个WiFi热点都有一个独一无二的Mac地址，智能手机开启WiFi后就会自动扫描附近热点并上传其位置信息，这样就建立了一个庞大的热点位置数据库。这个数据库是对用户进行定位的关键。
另外，虽然WIFI定位精度较好，定位误差一般在50～100米左右。但WIFI信号覆盖范围有限，比起用于通信的基站要小得多，只能作为一种定位补充，另外成本也较高、设计复杂而且功耗大。
三、是带GSM/CDMA等通信模块实现基站定位。传统基站定位能非常好的弥补卫星定位和WIFI定位的缺点，现在基站覆盖非常广，而且室内几乎全覆盖，但基站覆盖范围广恰恰又导致了基站定位的最大缺点，即误差太大，一般基站定位的误差在200~500米，郊区更差。当前诸多基站定位优化算法都基于基站本身数据而做的努力，适用于纯粹的基站定位。
并且当前基站位置地理信息一般掌握在某些公司或者电信运营商手中，需要付费使用，并且需要发往第三方服务器去解析数据，延长了定位的时间。
另外，现在诸多智能定位设备，特别是移动设备（比如智能儿童定位手表），因其电池容量有限，在内部放置多种定位系统后，不但会增加成本、增大设备体积，而且会加速耗电。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种智能设备在其内部没有集成WIFI和卫星定位系统的情况下对其实现高精度定位的方法。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案（一）是：一种定位方法，包括以下步骤：
信号强度数据预采集，通过预采集设备对目标区域内各坐标点处的基站无线信号强度参数进行预采集；
将采集到的无线信号强度参数汇整形成基础数据集合；
接收被定位设备传回的关于当前所在位置处的基站无线信号强度参数，并从所述基础数据集合中查出与被定位设备当前所在位置处的基站无线信号强度参数相匹配的坐标点信息。
进一步的，在查出坐标点信息之后，还包括将所述坐标点信息进行推送的步骤。
进一步的，所述基站无线信号强度参数是指所述预采集设备在同一坐标点处分别接收到来自至少三座不同基站无线信号的强度的量化数值。
进一步的，所述预采集设备为手机，在采集时，将当前坐标点处的基站无线信号强度参数与当前坐标点的地理信息进行绑定，并将绑定后的信息打包传回后台服务器，所述当前坐标点的地理信息来自于所述手机自带的定位模块。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案（二）是：一种定位系统：
包括预采集单元，适于预采集目标区域内各坐标点处的基站无线信号强度参数；
包括被定位单元，适于传回的关于当前所在位置处的基站无线信号强度参数；
包括后台服务器单元，适于接收来自于所述预采集单元的关于目标区域内各坐标点处的基站无线信号强度参数并将其汇整形成基础数据集合；适于接收来自于被定位单元传回的关于当前所在位置处的基站无线信号强度参数；适于从所述基础数据集合中查出与被定位单元当前所在位置处的基站无线信号强度参数相匹配的坐标点信息。
进一步的，所述基站无线信号强度参数是指所述预采集设备在同一坐标点处分别接收到来自至少三座不同基站无线信号的强度的量化数值。
进一步的，所述预采集单元为手机，所述手机内设置有GPS/WIFI定位模块。
进一步的，所述被定位单元为智能儿童手表，所述智能儿童手表内设置有能够与基站进行无线通信连接的通信模块。
进一步的，所述通信模块为GSM通信模块。
本发明的有益效果是：
通过应用本发明中的定位方法，可以在现有的智能定位设备中省去价格高、设计复杂且功耗大的WIFI定位系统和GPS等卫星定位系统，智能定位设备只需要保留最基本的通信功能即可，大大简化设计，节省成本，节约用电。
本发明中的定位方法无需基站本身地理信息，做到不解析基站位置（即不做传统LBS位置解析）的情况下得出比基站定位更精准的位置。同时，在交互时间上，由于省去了发往第三方服务器解析数据的时间，整个定位更加快速。
附图说明
下面结合附图对本发明的定位方法和定位系统作进一步说明。
图1是本发明中定位方法的逻辑步骤框图；
图2是本发明中定位系统的工作原理图。
具体实施方式
实施例
本实施例是关于本发明中定位方法应用的一种基本场景：
在开学的第一天，小明的父亲送小明去学校，在去学校的途中小明父亲的手机不间断地记录沿途各坐标点处的所能接收到的不同通信基站（下称基站）的无线信号强度量化数值，并对应地将各坐标点处的地理信息与各坐标点处能接收到来自于不同基站的无线信号的强度量化数值绑定打包传回后台服务器。当然，用于进行预采集的手机也可以是由其它具有同等功能的预采集设备来代替，如具有GPS/WIFI定位模块的PDA或平板电脑等。
其中，沿途各坐标点处的地理信息来自于小明父亲手机中自带的定位模块，在本实施例中，小明父亲的手机具有GPS定位模块和WIFI定位模块。
后台服务器在接收完小明父亲手机传回的关于沿途各坐标点处信号强度参数，将前述参数信息汇整形成基础数据集合备用。
此后，小明只要配带具有无线通信模块的智能儿童手表独自去上学。该智能儿童手表就能够通过无线通信模块分析和记录来自于基站无线信号的强度参数，还能够与后台服务器建立无线通信，该无线通信模块可以是GSM通信模块。当然，智能儿童手表仅是一种设备形式，被定位设备也可以是智能项链，智能背包、智能指环、智能手环、智能书包或智能鞋子等。
当小明父亲想要查询小明当前所在位置时，后台服务器发送指令给智能儿童手表，智能儿童手表将当前所在位置处的基站无线信号强度参数传回给服务器。
后台服务器接收到智能儿童手表传回的关于当前所在位置处的基站无线信号强度参数后，从所述基础数据集合中查出与智能儿童手表当前所在位置处的基站无线信号强度参数相匹配的坐标点信息。结合小明手表的历史数据，可以推定小明当前就处于该坐标点信息所代表的实际位置处。可以作为优选的是：后台服务器在接收到由智能儿童手表传回的关于当前所在位置处的基站无线信号强度参数后还进行去扰、降噪、纠偏等数据优化处理。
后台服务器在查出坐标点信息之后，还将该坐标点信息推送给小明父亲的手机，小明父亲的手机在接收到该坐标点信息后通过电子地图模块实时地在屏幕上显示小明当前所在位置。
为了保证后台服务器数据集合的及时性和准确性，服务器数据集合会包含众多手机上传数据，进行互相对比及优化校准。所以，值得指出的是，小明的同学小红如果同样使用应用本实施例中的儿童智能手表，同样也能在后台服务器利用小明父亲手机上传形成的数据集合。
本实施例中通信的标准可以是GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE和/或FDD-LTE等。
为保证定位的精确性和准确性，可以作为优选的是：所述基站无线信号强度参数是指所述预采集设备在同一坐标点处分别接收到来自至少三座不同基站无线信号的强度的量化数值。
本发明的不局限于上述实施例，本发明的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
i、无线信号强度数据预采集，通过预采集设备对目标区域内各坐标点处的无线通讯基站无线信号强度参数进行预采集；
ii、将采集到的无线信号强度参数及其坐标点信息汇整形成基础数据集合并存储；
iii、接收被定位设备传回的关于当前所在位置处的基站无线信号强度数据，并从所述基础数据集合中查出与被定位设备当前所在位置处的基站无线信号强度数据相匹配的坐标点信息。
2.根据权利要求1所述定位方法，其特征在于：在查出坐标点信息之后，还包括将所述坐标点信息进行推送的步骤。
3.根据权利要求1所述定位方法，其特征在于：所述无线通讯基站无线信号强度是指，预采集设备与无线通讯基站、被定位设备与无线通讯基站进行数据通信时所用的通信标准频率无线信号强度。
4.根据权利要求3所述定位方法，其特征在于：所述无线通讯基站无线信号强度数据包括所述预采集设备或被定位设备在同一坐标点处分别接收到来自至少三座不同基站无线信号的强度的量化数值。
5.根据权利要求1所述定位方法，其特征在于：所述预采集设备为具有无线通讯功能、定位功能的智能移动终端，其定位功能由其自带的定位模块实现，在采集时，预采集设备将当前坐标点处的基站无线信号强度数据与当前坐标点的地理信息进行绑定，并将绑定后的信息打包传回后台服务器，所述当前坐标点的地理信息来自于所述预采集设备自带的定位模块。
6.根据权利要求5所述定位方法，其特征在于：所述的定位模块的定位方式包括WiFi定位、GPS定位、北斗定位、伽利略定位和/或GLONASS定位。
7.一种定位系统，其特征在于：
包括预采集单元，适于采集目标区域内各坐标点处的基站无线信号强度数据；
包括被定位单元，适于传回的关于所在位置处的基站无线信号强度数据；
包括后台服务器单元，适于接收来自于所述预采集单元的关于目标区域内各坐标点处的基站无线信号强度数据并将其汇整形成基础数据集合；适于接收来自于被定位单元传回的关于当前所在位置处的基站无线信号强度数据；适于从所述基础数据集合中查出与被定位单元当前所在位置处的基站无线信号强度数据相匹配的坐标点信息。
8.根据权利要求7所述定位系统，其特征在于：：所述无线通讯基站无线信号强度数据包括所述预采集设备或被定位设备在同一坐标点处分别接收到来自至少三座不同基站无线信号的强度的量化数值。
9.根据权利要求7所述定位系统，其特征在于：所述预采集单元为具有无线通讯功能、定位功能的智能移动终端，其定位功能由其自带的定位模块实现，所述的定位模块的定位方式包括WiFi定位、GPS定位、北斗定位、伽利略定位和/或GLONASS定位。
10.根据权利要求7所述定位系统，其特征在于：所述被定位单元为具有无线数据通信功能的智能无线终端，所述智能无线终端内设置有能够与基站进行无线通信连接的通信模块。
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