CN108064082A - 一种终端的定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种终端的定位方法及装置，该方法包括：在待定位终端与侦查基站建立连接后，按照预设的遍历方式依次测量至少一个预设的测量方向在至少一个测量子频带上的RSSI值；查找每一测量子频带在各测量方向上所有RSSI值中的最大值，并标识为与测量方向对应的最大RSSI值；确定包含最大RSSI值最多的测量方向为待定位终端的定位方向；根据所述定位方向，确定待定位终端的地理位置。本发明依据多次测量的结果来判定待定位终端所在的方向，有效的降低了实际场景中外界同频干扰的影响，提高了定位精度，减少了定位误差，提升了定位结果的可靠性。

Description

一种终端的定位方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种终端的定位方法及装置。

背景技术

随着移动通信的高速发展，终端定位在交通管理、公共安全、电子地图以及紧急救援等方面都有着广泛的应用，特别是在公共安全领域的技术侦查中，快速准确地定位目标终端，能提升办案破案的效率，有力地打击违法犯罪，维护社会和谐稳定。

现有技术中，利用无线网络信号的实时定位技术已被广泛应用，无线网络的传统定位方法主要包括有以下几种：基于RSSI(Receive Signal Strength Indicator，接收信号强度指示)，AOA(Angle of Arrival，到达角)，TOA(Time of Arrival，到达时间)，TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)，GPS(Global Positioning System，全球定位系统)。其中，基于RSSI的定位方法是最易实现、最经济的。

而现有基于RSSI的定位方法，每次定位时对于一个方向只测量一次，然后将其中最大的RSSI值所对应的方向作为目标终端所在方向。而在实际场景中，实施技术侦查的设备装置与公网宏站同频且共覆盖，不可避免的会受到公网宏站同频干扰的影响，因而测量到的RSSI值不够准确，最大的RSSI值所对应的方向不一定是目标终端所在方向，因此现有定位方法在有干扰存在的场景中，定位精度较低，定位误差较大，定位结果可靠性较低。

发明内容

本发明提供一种终端的定位方法及装置，以解决现有技术中有干扰存在时导致的定位精度较低、定位误差较大的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种终端的定位方法，包括：

在待定位终端与侦查基站建立连接后，按照预设的遍历方式依次测量至少一个预设的测量方向在至少一个测量子频带上的RSSI值；

查找每一所述测量子频带在各所述测量方向上所有RSSI值中的最大值，并标识为与所述测量方向对应的最大RSSI值；

确定包含所述最大RSSI值最多的所述测量方向为所述待定位终端的定位方向；

根据所述定位方向，确定所述待定位终端的地理位置。

作为本发明第一方面的优选方式，所述在待定位终端与侦查基站建立连接后，按照预设的遍历方式依次测量至少一个预设的测量方向在至少一个测量子频带上的RSSI值之前，还包括：

在所述待定位终端所在区域内设置所述侦查基站；

根据所述侦查基站获取的所述待定位终端的IMSI，通过所述侦察基站为所述待定位终端分配连续的至少一个所述测量子频带；

基于所述测量子频带，建立所述待定位终端与所述侦查基站的连接。

作为本发明第一方面的优选方式，所述遍历方式选自以下任意一种方式：

按照所述测量子频带的频带宽度，从低频到高频遍历；或者

按照所述测量子频带的频带宽度，从高频到低频遍历。

作为本发明第一方面的优选方式，所述测量方向按照以下方式设定：

设置至少一个所述测量方向之间的间隔角度；

根据所述间隔角度，确定所述测量方向以及所述测量方向的数量。

作为本发明第一方面的优选方式，所述查找每一所述测量子频带在各所述测量方向上所有RSSI值中的最大值，并标识为与所述测量方向对应的最大RSSI值包括：

将所有RSSI值用一个以所述测量方向和所述测量子频带为维度的矩阵表示，其中所述矩阵中的任意一行表示一个所述测量方向上使用各所述测量子频带时的RSSI值，任意一列则表示一个所述测量子频带在各所述测量方向上的RSSI值；

查找所述矩阵中每一列RSSI值中的最大值及其所在行，并标识为与所述测量方向对应的最大RSSI值。

作为本发明第一方面的优选方式，所述确定包含所述最大RSSI值最多的所述测量方向为所述待定位终端的定位方向包括：

将所述矩阵中的各所述最大RSSI值标记为1，其余RSSI值标记为0，生成统计矩阵；

对所述统计矩阵中每一行进行求和运算，得到求和结果序列，其中所述求和结果序列用于指示所述统计矩阵中每一行对应的所述测量方向包含的所述最大RSSI值的个数；

选取所述求和结果序列中的最大值，并确定最大值所在行对应的所述测量方向为所述待定位终端的定位方向。

第二方面，本发明实施例提供终端的定位装置，包括：

测量单元，用于在待定位终端与侦查基站建立连接后，按照预设的遍历方式依次测量至少一个预设的测量方向在至少一个测量子频带上的RSSI值；

查找标识单元，用于查找每一所述测量子频带在各所述测量方向上所有RSSI值中的最大值，并标识为与所述测量方向对应的最大RSSI值；

方向确定单元，判定包含所述最大RSSI值最多的所述测量方向为所述待定位终端的定位方向；

位置确定单元，用于根据所述定位方向，确定所述待定位终端的地理位置。

作为本发明第二方面的优选方式，还包括测量配置单元，具体用于：

在所述待定位终端所在区域内设置所述侦查基站；

根据所述侦查基站获取的所述待定位终端的IMSI，通过所述侦察基站为所述待定位终端分配连续的至少一个所述测量子频带；

基于所述测量子频带，建立所述待定位终端与所述侦查基站的连接。

作为本发明第二方面的优选方式，所述查找标识单元具体用于：

将所有RSSI值用一个以所述测量方向和所述测量子频带为维度的矩阵表示，其中所述矩阵中的任意一行表示一个所述测量方向上使用各所述测量子频带时的RSSI值，任意一列则表示一个所述测量子频带在各所述测量方向上的RSSI值；

查找所述矩阵中每一列RSSI值中的最大值及其所在行，并标识为与所述测量方向对应的最大RSSI值。

作为本发明第二方面的优选方式，所述方向确定单元具体用于：

将所述矩阵中的各所述最大RSSI值标记为1，其余RSSI值标记为0，生成统计矩阵；

对所述统计矩阵中每一行进行求和运算，得到求和结果序列，其中所述求和结果序列用于指示所述统计矩阵中每一行对应的所述测量方向包含的所述最大RSSI值的个数；

选取所述求和结果序列中的最大值，并确定最大值所在行对应的所述测量方向为所述待定位终端的定位方向。

本发明实施例提供的一种终端的定位方法及装置，通过在不同的测量方向上分别测量多个测量子频带的RSSI值，然后确定包含最大RSSI值最多的测量方向为待定位终端所在方向，并最终确定待定位终端的地理位置。采用上述方法，依据多次测量的结果来判定待定位终端所在的方向，而不是依据一次测量结果去判定，有效的降低了实际场景中外界同频干扰的影响，提高了定位精度，减少了定位误差，提升了定位结果的可靠性。

此外，上述方法通过最大值查找和矩阵变换来确定待定位终端所在方向，无需使用现有技术提供的复杂模型和计算方法，实现复杂度低，运算效率高，不仅有效提高了定位效率，还降低了运算成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例提供的一种终端的定位方法的流程图；

图2为图1所示实施例中步骤102的一种实现方式的流程图；

图3为图1所示实施例中步骤103的一种实现方式的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种终端的定位方法的具体实现方式的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种终端的定位装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种终端的定位方法，参照图1所示，该方法包括：

101、在待定位终端与侦查基站建立连接后，按照预设的遍历方式依次测量至少一个预设的测量方向在至少一个测量子频带上的RSSI值。

在实际应用中，特别是应用于公共安全领域的技术侦查中，对终端进行定位时不仅要求定位精度高，而且还要具有隐蔽、灵活部署和快速定位等要求。

因此，该步骤前，还需要配置测量所需的环境，该环境不依赖于卫星、公网运营商等外部系统来进行定位。在一种可能的方式中，配置测量所需的环境可按照如下步骤进行：

S1、在待定位终端所在区域内设置侦查基站。

具体地，可根据侦查摸排结果，初步确定待定位终端所在区域，如酒店、商场和车站等场所，则在此区域内设置侦查基站。

本发明实施例对待定位终端所在区域的确定过程不做限定。

S2、根据侦查基站获取的待定位终端的IMSI，通过侦察基站为待定位终端分配连续的至少一个测量子频带。

具体地，由侦查基站获取待定位终端的IMSI，其中IMSI为国际移动用户识别码，然后侦察基站为待定位终端分配连续的至少一个测量子频带。测量子频带是侦查基站为待定位终端分配的连续频率资源，用于待定位终端发送测量报告等数据消息，测量报告等数据消息数据量较小，故而不需要占用过多的频率资源。

S3、基于测量子频带，建立待定位终端与侦查基站的连接。

为待定位终端分配测量子频带后，通过待定位终端持续上报测量报告建立待定位终端与侦查基站之间的通信连接。

配置测量所需的环境后，且保证待定位终端与侦查基站之间建立连接，即按照预设的遍历方式依次测量至少一个预设的测量方向在至少一个测量子频带上的RSSI值。

在测量前，需要预先设定各测量方向及其数量，以及各测量子频带的宽度及其数量。具体地，测量方向可以按照以下方式设定：

设置至少一个测量方向之间的间隔角度；

根据间隔角度，确定测量方向以及测量方向的数量。

示例性的，测量方向可以设置为东、南、西、北这四个方向或其他多个方向。另外，假设测量方向之间的间隔角度为α，且0<α<360，那么测量方向的数目

本发明实施例中，设置的间隔角度是相同的。相比于间隔角度是不同的设置方式，这种方式可以保证测量方向是均匀设置的，可有效提高定位的准确性。

示例性的，预设子频带可以按照如下方式设定：以LTE系统为例，假设LTE系统上行带宽包含的RB资源数为PUCCH信道在系统频带两端分别占用了个RB资源，测量子频带的宽度为k个连续的RB，为保证上行信号正确接收，有k≥4，那么测量子频带的数量

优选地，为保证可以较好地确定待定位终端所在方向，测量子频带的数量m需大于测量方向的数量n，即需满足m>n。

优选地，上述的遍历方式可以为以下的任意一种方式：

按照各测量子频带的频带宽度，从低频到高频遍历；或者，

按照各测量子频带的频带宽度，从高频到低频遍历。

对于测量方向D_i，侦查基站每次为待定位终端分配一个测量子频带f_j用于数据传输，其中，0<i<n+1，0<j<m+1。然后，按照上述的遍历方式遍历分配所有的测量子频带，得到m个子频带上的信号强度值RSSI_i1，RSSI_i2，…，RSSI_im。按照这样的遍历方式，可以保证在同一个测量方向上将所有的测量子频带都分配到，而不会遗漏其中的一个测量子频带。

依次调整测量角度，分别测量并记录n个测量方向D₁，D₂，…，D_n上分配使用所有测量子频带时的RSSI值。

102、查找每一测量子频带在各测量方向上所有RSSI值中的最大值，并标识为与测量方向对应的最大RSSI值。

为避免依据一次测量结果去判定待定位终端所在方向，本发明实施例采用多次测量并统计包含最大的RSSI值最多的测量方向为待定位终端所在方向，可有效避免同频干扰对一次测量结果产生不利影响而导致定位不准确的问题，提高了定位精度。

在实际应用中，可以通过将所有RSSI值放在一个矩阵中，该矩阵以测量方向和测量子频带为维度，进而对该矩阵进行变换来实现最大的RSSI值的查找和统计。相比于现有技术提供的复杂模型和计算方法，其实现复杂度低，运算效率高，不仅有效提高了定位效率，还降低了运算成本。

在一种可能的方式中，参照图3所示，查找每一测量子频带在各测量方向上所有RSSI值中的最大值，并标识为与测量方向对应的最大RSSI值可按照如下步骤进行：

1021、将所有RSSI值用一个以测量方向和测量子频带为维度的矩阵表示。

将上述测量到的每一测量方向在各测量子频带上的RSSI值，用一个以测量方向和测量子频带为维度的n×m矩阵S_n×m表示，即

其中，矩阵S_n×m中中的任意一个元素RSSI_ij，0<i<n+1，0<j<m+1，表示在第i个测量方向上，待定位终端使用第j个测量子频带时，测量得到的RSSI值，即矩阵S_n×m中任意一行表示一个测量方向上使用各测量子频带时的RSSI值，任意一列则表示一个测量子频带在各测量方向上的RSSI值。

1022、查找矩阵中每一列RSSI值中的最大值及其所在行，并标识为与测量方向对应的最大RSSI值。

以测量子频带为基准，查找出每一测量子频带f_j，0<j<m+1，在所有测量方向上的RSSI值中的最大值以及对应的测量方向，即通过矩阵S_n×m，查找出每一列的RSSI值中的最大值及其所在行，并标识为与测量方向对应的最大RSSI值。

特别的，如果某个测量子频带在多个测量方向上的RSSI值存在相同的最大值，则需要全部找出并标识。

103、确定包含最大RSSI值最多的测量方向为待定位终端的定位方向。

在外界没有同频干扰存在时，可认为最大的RSSI值对应的方向即为待定位终端所在方向，但由于实际应用中存在同频干扰的影响，通过对不同方向的一次测量结果相比较，无法保证此结论的准确性，故而通过多个测量子频带上的多个测量结果，进行统计判决，认为在最多个测量子频带上的RSSI值均最大的方向即为待定位终端所在方向。

在实际应用中，通过对上述建立的矩阵进行变换，来统计各测量方向包含的最大RSSI值的个数，从而将包含最大RSSI值最多的测量方向确定为待定位终端的定位方向。

在一种可能的方式中，参照图4所示，确定包含最大RSSI值最多的测量方向为待定位终端的定位方向可按照如下步骤进行：

1031、将矩阵中的各最大RSSI值标记为1，其余RSSI值标记为0，生成统计矩阵。

将上述标识出的矩阵S_n×m中每一列的最大RSSI值全部标记为1，其余RSSI值标记为0，即

这样矩阵S_n×m则转换成了一个仅包含元素0和1的统计矩阵，记为S′_n×m，其中第i行第j列元素表示为s′_ij，0<i<n+1，0<j<m+1。

1032、对统计矩阵中每一行进行求和运算，得到求和结果序列。

以测量方向为基准，统计每一测量方向D_i，0<i<n+1，所包含的最大RSSI值的个数maxRssiNum_i，即对统计矩阵S′_n×m的每一行分别进行求和运算，则有得到求和结果序列，其中求和结果序列用于指示统计矩阵中每一行对应的测量方向包含的最大RSSI值的个数。

1033、选取求和结果序列中的最大值，并确定最大值所在行对应的测量方向为待定位终端的定位方向。

选取上述求和结果序列中的最大值及其所对应的行i，即

则确定该最大值所在行对应的测量方向D_itarget为待定位终端所在方向，即待定位终端的定位方向。

104、根据定位方向，确定待定位终端的地理位置。

上述确定的定位方向是待定位终端的信号发射的来波方向，确定该定位方向后，需要根据该方向进一步确定待定位终端的地理位置。

根据定位方向确定待定位终端的地理位置的过程可以采用本领域内的常规技术手段实现，在此不做赘述，本发明实施例对此过程不做限定。

在实际应用中，特别是应用于公共安全领域的技术侦查中时，对终端进行定位时要具备隐蔽、灵活部署和快速定位等特点以满足技术侦查的需要。而单兵系统则可以满足上述需求，因此本发明实施例中可以采用单兵系统来对不同测量方向上分别使用多个测量子频带时的RSSI值进行测量，部署方便，易操作。

本发明实施例提供的一种终端的定位方法，通过在不同的测量方向上分别测量多个测量子频带的RSSI值，然后确定包含最大RSSI值最多的测量方向为待定位终端所在方向，并最终确定待定位终端的地理位置。采用上述方法，依据多次测量的结果来判定待定位终端所在的方向，而不是依据一次测量结果去判定，有效的降低了实际场景中外界同频干扰的影响，提高了定位精度，减少了定位误差，提升了定位结果的可靠性。

示例性的，图4为一种终端的定位方法的具体实现方式的流程图，参照图4所示，该方法可按照以下步骤进行：

401、在待定位终端所在区域内设置侦查基站，并通过侦察基站为待定位终端分配连续的至少一个测量子频带，建立待定位终端与侦察基站的连接。

402、在待定位终端与侦查基站建立连接后，按照预设的遍历方式依次测量至少一个预设的测量方向在至少一个测量子频带上的RSSI值。

403、将所有RSSI值用一个以测量方向和测量子频带为维度的矩阵表示，并查找矩阵中每一列RSSI值中的最大值及其所在行，将其标识为与测量方向对应的最大RSSI值。

404、将矩阵中的各最大RSSI值标记为1，其余RSSI值标记为0，然后对每一行进行求和运算后得到求和结果。

405、确定求和结果中的最大值所在行对应的测量方向为待定位终端的定位方向。

406、根据该定位方向，最终确定待定位终端的地理位置。

本发明实施例还提供一种终端的定位装置，参照图5所示，该装置包括：

测量单元51，用于在待定位终端与侦查基站建立连接后，按照预设的遍历方式依次测量至少一个预设的测量方向在至少一个测量子频带上的RSSI值；

查找标识单元52，用于查找每一测量子频带在各测量方向上所有RSSI值中的最大值，并标识为与测量方向对应的最大RSSI值；

方向确定单元53，判定包含最大RSSI值最多的测量方向为待定位终端的定位方向；

位置确定单元54，用于根据定位方向，确定待定位终端的地理位置。进一步地，还包括测量配置单元，具体用于：

在待定位终端所在区域内设置侦查基站；

根据侦查基站获取的待定位终端的IMSI，通过侦察基站为待定位终端分配连续的至少一个测量子频带；

基于测量子频带，建立待定位终端与侦查基站的连接。

进一步地，查找标识单元52具体用于：

将所有RSSI值用一个以测量方向和测量子频带为维度的矩阵表示，其中矩阵中的任意一行表示一个测量方向上使用各测量子频带时的RSSI值，任意一列则表示一个测量子频带在各测量方向上的RSSI值；

查找矩阵中每一列RSSI值中的最大值及其所在行，并标识为与测量方向对应的最大RSSI值。

进一步地，方向确定单元53具体用于：

将矩阵中的各最大RSSI值标记为1，其余RSSI值标记为0，生成统计矩阵；

对统计矩阵中每一行进行求和运算，得到求和结果序列，其中求和结果序列用于指示统计矩阵中每一行对应的测量方向包含的最大RSSI值的个数；

选取求和结果序列中的最大值，并确定最大值所在行对应的测量方向为待定位终端的定位方向。

需要说明的是，装置部分的发明构思与方法实施例中的相同，其具体实施方式和有益效果在此不再赘述。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种终端的定位方法，其特征在于，包括：

在待定位终端与侦查基站建立连接后，按照预设的遍历方式依次测量至少一个预设的测量方向在至少一个测量子频带上的RSSI值；

查找每一所述测量子频带在各所述测量方向上所有RSSI值中的最大值，并标识为与所述测量方向对应的最大RSSI值；

确定包含所述最大RSSI值最多的所述测量方向为所述待定位终端的定位方向；

根据所述定位方向，确定所述待定位终端的地理位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在待定位终端与侦查基站建立连接后，按照预设的遍历方式依次测量至少一个预设的测量方向在至少一个测量子频带上的RSSI值之前，还包括：

在所述待定位终端所在区域内设置所述侦查基站；

根据所述侦查基站获取的所述待定位终端的IMSI，通过所述侦察基站为所述待定位终端分配连续的至少一个所述测量子频带；

基于所述测量子频带，建立所述待定位终端与所述侦查基站的连接。

3.根据权利要求1或2任一项所述的方法，其特征在于，所述遍历方式选自以下任意一种方式：

按照所述测量子频带的频带宽度，从低频到高频遍历；或者，

按照所述测量子频带的频带宽度，从高频到低频遍历。

4.根据权利要求1或2任一项所述的方法，其特征在于，所述测量方向按照以下方式设定：

设置至少一个所述测量方向之间的间隔角度；

根据所述间隔角度，确定所述测量方向以及所述测量方向的数量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述查找每一所述测量子频带在各所述测量方向上所有RSSI值中的最大值，并标识为与所述测量方向对应的最大RSSI值包括：

将所有RSSI值用一个以所述测量方向和所述测量子频带为维度的矩阵表示，其中所述矩阵中的任意一行表示一个所述测量方向上使用各所述测量子频带时的RSSI值，任意一列则表示一个所述测量子频带在各所述测量方向上的RSSI值；

查找所述矩阵中每一列RSSI值中的最大值及其所在行，并标识为与所述测量方向对应的最大RSSI值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定包含所述最大RSSI值最多的所述测量方向为所述待定位终端的定位方向包括：

将所述矩阵中的各所述最大RSSI值标记为1，其余RSSI值标记为0，生成统计矩阵；

对所述统计矩阵中每一行进行求和运算，得到求和结果序列，其中所述求和结果序列用于指示所述统计矩阵中每一行对应的所述测量方向包含的所述最大RSSI值的个数；

选取所述求和结果序列中的最大值，并确定最大值所在行对应的所述测量方向为所述待定位终端的定位方向。

7.一种终端的定位装置，其特征在于，包括：

测量单元，用于在待定位终端与侦查基站建立连接后，按照预设的遍历方式依次测量至少一个预设的测量方向在至少一个测量子频带上的RSSI值；

查找标识单元，用于查找每一所述测量子频带在各所述测量方向上所有RSSI值中的最大值，并标识为与所述测量方向对应的最大RSSI值；

方向确定单元，判定包含所述最大RSSI值最多的所述测量方向为所述待定位终端的定位方向；

位置确定单元，用于根据所述定位方向，确定所述待定位终端的地理位置。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括测量配置单元，具体用于：

在所述待定位终端所在区域内设置所述侦查基站；

根据所述侦查基站获取的所述待定位终端的IMSI，通过所述侦察基站为所述待定位终端分配连续的至少一个所述测量子频带；

基于所述测量子频带，建立所述待定位终端与所述侦查基站的连接。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述查找标识单元具体用于：

将所有RSSI值用一个以所述测量方向和所述测量子频带为维度的矩阵表示，其中所述矩阵中的任意一行表示一个所述测量方向上使用各所述测量子频带时的RSSI值，任意一列则表示一个所述测量子频带在各所述测量方向上的RSSI值；

查找所述矩阵中每一列RSSI值中的最大值及其所在行，并标识为与所述测量方向对应的最大RSSI值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述方向确定单元具体用于：

将所述矩阵中的各所述最大RSSI值标记为1，其余RSSI值标记为0，生成统计矩阵；

对所述统计矩阵中每一行进行求和运算，得到求和结果序列，其中所述求和结果序列用于指示所述统计矩阵中每一行对应的所述测量方向包含的所述最大RSSI值的个数；

选取所述求和结果序列中的最大值，并确定最大值所在行对应的所述测量方向为所述待定位终端的定位方向。