CN109073731B - 自动地确定有限的卫星覆盖的区域中的信号源的位置 - Google Patents

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Abstract

在有限的卫星覆盖的地理区域中，沿着通过地理区域的路径静态地布置多个信号源。为了自动地确定信号源的地理位置，接收由沿着路径移动的接收器所收集的信号数据，其中信号数据指示在一段时间内，由信号源所发射的各自的信号的强度的改变。接收在进入地理区域之前的第一时间接收器的第一位置的指示以及在离开地理区域之后的第二时间接收器的第二位置的指示，以及使用接收的信号数据以及接收的位置的指示和时间，来确定信号源的位置。使用信号源的确定的位置，来对沿着路径移动的设备进行地理定位。

Description

自动地确定有限的卫星覆盖的区域中的信号源的位置
技术领域
本公开涉及无线信号源的自动配置，用于随后在卫星覆盖较差的区域的地理定位中使用。
背景技术
此处所提供的背景技术描述是为了总体呈现本公开的背景。该背景技术部分中所描述的目前署名的发明人的工作，以及在提交时可能没有另外限定为现有技术的描述的方面，对于本公开而言，既不应清楚地也不应隐含地被认定为现有技术。
当今可用的导航软件不能在隧道内部提供精确可靠的导航。更一般地，依赖于来自卫星的信号的地理定位系统，诸如是全球定位服务(GPS)，在这些信号被障碍物完全地或基本上遮挡的区域中不起作用。在这些情况下，一些设备依赖于航位推算，或基于设备正在移动的速度来估计位置的改变。然而，航位推算累积误差，并且随着速度的改变，准确性迅速地减少。
同时，隧道中的导航仍然是相关的问题，因为驾驶员在检查地下出口或转弯时，经常放慢速度，并且有时甚至完全停下来。特别地，因为当今越来越多的驾驶员变得依赖于导航系统告诉他们应该在何时何地转弯，所以沿着路线(包括内部隧道)的可靠地理定位是重要的。
为了使用诸如或WifiTM“信标”或WifiTM接入点的低功耗信号源，用于在有限的卫星覆盖的区域中进行地理定位，必须在对接收器进行地理定位之前建立信号源的位置。确定信号源的位置可能需要土地勘测、精确测量、精确安装等。例如，为了在精确已知位置安装信号源(或在安装时立即精确地确定位置)通常是困难的、耗时的、并且可能破坏隧道的运营。
发明内容
使用本公开的技术，系统使用由移动通过有限的卫星覆盖的区域的接收器所收集的信号数据，来自动地确定被布置在该区域中的信号源的位置。信号数据可以包括来自多个信号源的信号的强度如何随时间改变的指示，并且系统可以识别数据内所观察或推断的峰值以确定信号源的相对定位。系统还可以利用位于有限的卫星覆盖的区域的边界附近的信号源的已知或通常可确定的位置，例如是位于隧道入口外部的信号源的GPS坐标和位于隧道出口外部的另一信号源的GPS坐标。如下面讨论的，系统实现的技术可以包括确定移动通过区域的接收器的速度变化，对来自多个接收器的信号数据进行平均，对各个信号源进行简介等。
根据另一个实施方式，系统使用往返时间(RTT)测量，信号源在交换管理帧时收集该往返时间测量。系统可以使用这些测量以及路径的几何形状的描述，接收器沿着通过有限的卫星覆盖的区域的该路径移动。在一些情况下，系统不依赖于几何形状的描述，而是使用多个RTT测量来确定信号源的位置。
这些技术的一个特定实施例是用于自动地确定有限的卫星覆盖的区域中的信号源的地理位置的方法。方法包括由一个或多个处理器接收信号数据，信号数据由沿着通过有限的卫星覆盖的地理区域的路径移动的接收器所收集，信号数据指示在一段时间内，由沿着路径被静态地布置的多个信号源所发射的各自的信号的强度的改变。方法还包括由一个或多个处理器接收，在进入地理区域之前的第一时间接收器的第一位置的指示，以及在离开地理区域之后的第二时间接收器的第二位置的指示。此外，方法包括由一个或多个处理器使用接收的信号数据以及接收的位置的指示和时间，来确定信号源的位置，以及使用信号源的确定的位置，来对沿着路径移动的设备进行地理定位。
这些技术的另一个实施例是用于对有限的卫星覆盖的区域中的接收器进行地理定位的系统。系统包括一个或多个处理器以及被耦接到一个或多个处理器的非暂时性计算机可读内存。内存存储指令，当指令由一个或多个处理器执行时，使得系统实现上述方法。
又一个实施例是用于自动地配置用于在地理定位系统中操作的信号源的方法。方法包括获得几何形状的指示，信号源沿着该几何形状被布置，其中几何形状描述物理空间的区域。方法还包括从信号源接收信号数据，信号数据指示信号源中的至少几个信号源之间的距离，其中信号数据由传送管理帧的信号源生成。方法还包括使用几何形状的指示和接收的信号数据，来确定沿着几何形状的信号源的位置，以及使用信号源的确定的位置，来对行进通过区域物理空间的便携式计算设备进行地理定位。
此外，在一些实施例中，在本公开的系统中操作的接入点被配置为在相同信道上广播诸如信标的管理帧。例如，为了解决与具有大数量接入点的信道过度拥挤相关联的问题，系统通过改变数据速率，减少生成信标和接收响应所花费的时间。
技术的示例实施例是用于对卫星信号基本上不可访问的区域中的接收器进行地理定位的系统。系统包括多个接入点，多个接入点被配置为(i)经由单个共享通信信道以及(ii)使用与至少50Mbps的速率相关联的调制方案，来周期性地传送管理帧。系统还包括数据库，数据库存储接入点中的每个接入点的各自的位置。此外，系统包括便携式计算设备，便携式计算设备被配置为从数据库检索接入点的位置，并且在移动通过其中布置有接入点的区域时，在有限时间间隔内在单个共享通信信道上从接入点中的每个接入点接收至少一个管理帧。便携式计算设备被配置为使用检索的接入点的位置基于管理帧来确定便携式计算设备的当前位置。
在各种实施例中，该系统包括以下特征中的一个或多个。单个通信信道对应于单个固定的频率或频带。便携式计算设备还被配置为从数据库检索信道选择信息。接入点被布置在有限的卫星覆盖的区域内，并且其中便携式设备被配置为在进入该区域之前检索多个接入点的位置。调制方案是OFDM。根据IEEE 802.11或IEEE 802.15标准中的一个标准来配置接入点。至少一个管理帧包括信标。
这些技术的另一个实施例是用于对有限的卫星信号覆盖的区域中的接收器进行地理定位的方法。方法包括由一个或多个处理器配置接入点以(i)经由单个共享通信信道以及(ii)使用与至少50Mbps的速率相关联的调制方案，来周期性地传送管理帧。方法还包括由一个或多个处理器将多个接入点中的每个接入点的各自的位置提供给便携式计算设备，使得便携式计算设备在移动通过其中布置有接入点的区域时，便携式计算设备被配置为在有限时间间隔内在单个共享通信信道上从接入点中的每个接入点接收至少一个管理帧，并且使用检索的接入点的位置基于管理帧来确定便携式计算设备的当前位置。
在各种实施例中，该方法包括以下特征中的一个或多个。单个共享通信信道对应于单个固定的频率或频带。接入点被布置在有限的卫星覆盖的区域内，并且其中便携式设备被配置为在进入该区域之前检索多个接入点的位置。调制方案是OFDM。根据IEEE 802.11或IEEE 802.15标准中的一个标准来配置接入点。至少一个管理帧包括信标。
这些技术的又一个实施例是便携式计算设备，便携式计算设备包括一个或多个处理器以及存储指令的非暂时性计算机可读介质。当指令由一个或多个处理器执行时，指令使得便携式计算设备：(i)从被布置在有限的卫星信号覆盖的区域中的多个接入点中的每个接入点接收至少一个管理帧，包括在有限时间间隔内，经由单个共享通信信道并且使用与至少50Mbps的速率相关联的调制方案来接收管理帧，(ii)确定多个接入点的各自的位置，以及(iii)使用检索的多个接入点的位置基于管理帧来确定便携式计算设备的当前位置。
在各种实施例中，该便携式计算设备包括以下特征中的一个或多个。指令使得便携式计算设备经由通信网络从数据库检索多个接入点的各自的位置。指令使得便携式计算设备从接收的管理帧检索各自的位置。单个共享通信信道对应于单个固定的频率或频带。指令使得便携式计算设备在进入有限的卫星信号覆盖的区域之前检索多个接入点的位置。调制方案是OFDM。至少一个管理帧包括信标。
附图说明
图1是示例环境的示图，其中移动通过有限的卫星信号覆盖的区域的移动设备使用来自使用本公开的技术被配置的多个信号源的信号来确定移动设备的当前位置；
图2是可以在图1的环境中被实现的示例计算系统的框图；
图3是用于对可以在图2的系统中操作的移动设备进行地理定位的示例方法的流程图；
图4是用于配置可以在图2的系统中操作的信号源的示例方法的流程图；以及
图5是示意性地示出沿着穿过有限的卫星覆盖的区域的路径被静态地排列的信号源的示图，图2的系统可以自动地确定该信号源的位置；
图6是由移动经过如图5中所示的那些静态地排列的信号源的接收器所测量的作为时间函数的信号强度的图形；
图7示意性地示出可以在图2的系统中被实现的信号数据的推断以自动地确定信号源可能被其中接收器正在行进的车辆的车顶遮挡的时间；
图8是由以不同速度移动经过信号源的车辆所测量的信号强度随时间的改变的简化示图；
图9示意性地示出可以在图2的系统中被实现的鉴于车辆速度来自动地校正信号源位置的估计；
图10是可以在图2的系统中被实现的用于确定有限的卫星覆盖的区域中的信号源的地理位置的示例方法的流程图；
图11是示意性地示出可以在图2的系统中被实现的使用RTT测量来自动地确定信号源位置的示图；以及
图12是用于配置可以在图2的系统中操作的接入点的流程图。
具体实施方式
如上面简要概述的，实现本公开的技术的系统使用由移动通过有限的卫星覆盖的区域的一个或多个接收器(诸如智能手机)所收集的信号数据，来自动地确定临近信标或其他信号源如何沿着通过该区域的路径被排列。取决于实施方式，系统还可以利用其他输入来使确定更准确。一旦已经确定了信标的位置，系统就可以对随后沿着路径在该区域移动的接收器进行地理定位，或者信标就可以在管理帧和/或广告传送中传送确定的位置信息以允许接收器自主地对它们自己进行地理定位。
本公开的技术可以减少为地理定位配置信标或其他信号源所需的时间量，以及消除操作员获得并且手动地将位置信息输入到信标和/或集中式数据库的需要。
首先参考图1和图2讨论其中这些技术可以被使用的示例环境以及可以在该环境中操作的系统。为了更清楚，参考图3和图4的流程图讨论使用在该环境中操作的信号源的示例地理定位技术。在一些实施例中，在使用参考图5至图12讨论的方法中的一种或多种方法来自动地确定信号源的位置之后，图3的系统使用这些地理定位技术。
示例环境和系统组件
图1示意性地示出示例环境10，其中车辆12移动通过区域，在该区域中由于基本上阻挡无线电信号的障碍物14而很少或没有卫星信号覆盖可用。例如，障碍物14可以是隧道的墙壁和天花板。信号源20沿着车辆移动通过隧道的方向被布置，并且被配置为传送诸如信标的管理帧。例如，信号源20可以是根据或WifiTM标准操作的临近信标，或者是设备可以经由其访问通信网络的无线接入点。信号源20可以包括一个或多个处理器以及非暂时性内存，非暂时性内存存储可以在一个或多个处理器上被执行的指令。车辆12被配备有无线接收器或收发器22，无线接收器或收发器22在与信号源20交互时，作为无线客户端或“站”来操作。图1中的组件或这些组件之间的距离均没有按比例绘制。
在操作中，信号源20以这样的方式来传送管理帧，一方面，允许多个信号源在相同信道上共存，另一方面，允许站22基本上在相同时间，即，在车辆12即使以100km/h移动时行进不超过几米的时间间隔内，从多个不同接入点接收管理帧。本公开中的术语“信道”应该被理解为包括频率/频带，或者划分无线电资源用于由多个发射器并发地使用的另一种合适的形式。如下面更详细讨论的，为了这个目的的信号源20被配置为使用合适的调制方案在相同信道上传送管理帧。
站22可以是内置于车辆12中的导航系统、便携式导航设备、具有导航软件的智能手机、诸如智能手表的可穿戴式设备等。此外，尽管图1示出个人车辆，但是在其他环境中，站22可以在火车、公共汽车和其他类型的车辆中操作。
站22可以在图2中所示的移动设备100中被实现。移动设备100可以包括一个或多个诸如CPU的处理器102，例如，诸如无线卡的无线接口104，无线卡支持使用符合诸如IEEE802.11(Wi-Fi)和/或802.15(蓝牙)的标准的通信协议的通信，例如，诸如触摸屏、扬声器等的用户界面106，以及可以包括持久性和/或非持久性存储组件的非暂时性计算机可读内存108。
在示例实施方式中，内存108存储软件平台120，软件平台120可以包括操作系统(例如，)、附加库、插件、各种移植层等。应用124可以经由API层122来访问平台120的各种功能。例如，平台120可以包括用于使用诸如GPS信号、Wi-Fi信号等的可用的信号来确定移动设备100的位置的功能，并且经由API暴露地理定位的结果中的一些结果。这样的功能的更具体示例包括在/>操作系统上可用的融合位置提供者(FLP)和在上可用的位置服务(LS)。
继续参考图2，移动设备100通常可以经由无线网络132来访问网络服务器130。网络服务器130可以从接入点数据库134检索与信号源20有关的数据，并且将该数据提供给移动设备100。接入点数据库134可以以任何合适的方式在一个或多个服务器中被实现。数据可以包括接入点的标识符、信道选择、接入点的地理位置等。使用该数据和来自信号源20的管理帧的信号强度测量(或其他合适的测量)，移动设备100可以确定其当前位置。当在隧道中时，移动设备100可能不能够访问服务器130，并且在一些实施方式中，可能依赖于与信号源20有关的预先缓存的数据。如下面讨论的，信号源配置系统140可以配置信号源20并且填充数据库134中的对应数据记录。
如下面还要讨论的，诸如智能手机的一个或多个接收器可以参加来自信号源20A-C的信号数据的收集，并且将信号数据提供给源配置系统140，然后源配置系统140使用该数据自动地确定信号源20A-C的位置。在一些实施方式中，参加信号源位置的确定的智能手机的用户，操作某些控件和/或安装某些应用以允许智能手机将测量报告给信号源配置系统140。
使用接入点信号进行地理定位
用于使用可用的信号来确定移动设备100的位置的功能的示例包括在操作系统上可用的融合位置提供者(FLP)和在/>上可用的位置服务(LS)。FLP和LS都可以响应于确定GPS信号是不可用的而激活Wi-Fi导航。然而，现有平台通常仅提供对信号数据的有限访问，并且如果有任何控制的话，几乎不允许控制对来自信号源20的信号的处理。特别地，现有平台不向应用(诸如是应用124)提供对扫描无线信道的顺序的控制，这些平台也不提供扫描顺序的指示或对扫描信道的控制。
在平台120和当今可用的其他平台上，扫描间隔大致为五秒，每次扫描最多花费2.5秒。在扫描期间，平台120遍历一组信道(例如，Wi-Fi网络上的13个信道)以检测管理帧，以及计算来自信号源20A的管理帧的接收信号强度指示(RSSI)或信号质量的另一个定量度量。当平台在第一信道上在2.5秒扫描开始时从信号源20A接收第一管理帧，并且在最后一个信道上在2.5秒扫描结束时从信号源20B接收最后一个管理帧时，移动设备100可以在该间隔期间位移显著的距离。例如，如果移动设备100在以100km/h行进的车辆中操作，则第一管理帧和最后一个帧可以在相距大致70米间隔的位置被接收和测量。
结果，当应用124中的一个应用经由API层122发起位置请求150时，平台120可以提供位置估计152，在扫描期间移动设备的可能位移在位置估计152中引入显著的误差。
在一个可能的实施例中，平台120经由API层122暴露扫描顺序，使得应用可以检索在扫描期间移动设备100的速度的估计(例如，使用航位推算技术)，确定在扫描周期内何时准确地接收到来自特定接入点的管理帧，并且鉴于速度尝试减轻误差。可选择地，可以在平台120中实现使用航位推算的误差减轻，从而提高经由API层122返回的位置估计152的准确性。
然而，如上面讨论的，航位推算技术受制于误差累积。此外，即使某个平台被修改以提供扫描顺序的指示，或暴露用于控制扫描顺序的附加控件，也希望具有不取决于平台软件的具体类型或版本的地理定位解决方案。
为了提供不需要在移动设备100上安装专用软件或以其他方式重新配置移动设备100的解决方案，信号源配置系统140配置信号源20A、20B、……20N以在相同单个信道上传送Wi-Fi管理帧。结果，平台20在大致相同时间，即在多信道扫描过程期间在相同信道的扫描期间，从信号源20A、20B、……20N接收Wi-Fi管理帧，并且计算这些帧的RSSI。即使Wi-Fi管理帧被接收和测量的时间以及由平台120报告的扫描的时间可以分隔多达2.5秒，但是因为来自多个接入点的测量在大致相同时间被收集，所以增加地理定位的总体精度。
此外，信号源配置系统140修改信号源20传送管理帧的速率，以解决共享信道的潜在过度拥挤。根据现有标准，使用直接序列(DS)调制以1mbps传送管理帧。结果，每个接入点发送每个信标大致花费2.5ms，或者每秒所需的空中时间(air time)大致花费25ms。这对应于总空中时间的1/40，一旦多个接入点被添加到系统10，这使得频谱非常拥挤。管理帧和信标两者都遵守CSMA协议。假设例如42个接入点进行传送，其中20个接入点是“可见的”，则找到可用的时隙的机会非常小。
由于上面讨论的原因，避免过度拥挤，根据一个示例实施方式的信号源配置系统140配置信号源20以使用正交频分复用(OFDM)来传送管理帧，以便达到54mpbs的速度。42个接入点的实验已经显示，每个信标/探测响应所需的空中时间被减少到大致0.15ms。假设所有42个接入点都是“可见的”，则找到可用的传送时隙的近似概率大致为93％。
参考图1和图2，实验已经被执行以将类似于信号源20的接入点放置在隧道中，每40米一个。接入点被安装在隧道的一侧，高度大致为4米。具有Atheros AR9x芯片组的TL-WR740N设备被用作接入点。使用OpenWRT固件来配置接入点(值得注意的是，OpenWRT可以与来自各种制造商的各种合适的接入点一起被使用)。实验已经显示，当传送功率被设置为+20dBm时，即使有多径和较差的视距因素，当接收器位于两个相邻接入点之间时，“看到”-46到-66dBm之间，当接收器距离接入点中的一个接入点最近的距离时，“看到”-32到-52dBm之间(其他两个接入点对应于大致-52到-72dBm的信号强度)。通过对RSSI进行简单地平均，地理定位误差被减少到小于16米。此外，利用蓝牙发射器，误差被减少到小于10米。
因此，本公开的接入点被放置在隧道中，并且以一方式被配置以传送信标或其他管理帧，该方式允许移动通过隧道的移动设备以足够的准确性来确定其地理位置。如上面讨论的，接入点被配置为(i)在相同通信信道上传送管理帧，以便在扫描管理帧时消除移动设备在信道之间切换的需要，以及(ii)使用调制方案(例如，OFDM)来传送管理帧，该调制方案允许在短时间间隔(例如，15ms)内收集所有的管理帧，在该短时间间隔内车辆还未移动得足够远以显著影响定位准确性。
示例地理定位方法
为了更清楚，图3示出用于对移动设备进行地理定位的示例方法200的流程图。例如，方法可以在图2的移动设备100或图1的站22中被实现。如上所述，尽管参考接入点讨论方法200，但是应该理解的是，这些技术可以与任何合适的信号源一起被使用。
方法200开始于框202，其中一组接入点的位置被检索。例如，接入点可以定义足以对隧道中的移动设备进行地理定位的集合。取决于实施方式，例如，在移动设备进入隧道之前，或者当蜂窝覆盖可用时移动设备正在行进通过隧道时，接入点的位置可以被检索。
在框204，在单个扫描期间在相同信道上从多个接入点在移动设备处接收管理帧，并且在框206，计算管理帧的RSSI(或另一个合适的度量)。然后，移动设备可以使用管理帧的RSSI值和先前接收的接入点的位置来确定移动设备的地理位置。
图4示出用于配置接入点的示例方法200的流程图。例如，方法200可以在信号源配置系统140中被实现。
在框302，多个接入点被放置在卫星信号被遮挡的区域中，诸如是沿着隧道的墙壁。然后，接入点被配置为在相同信道上传送管理帧(框304)。在框306，接入点被配置为例如使用OFDM以相对高的调制速率，诸如是52Mbps来传送。
自动地确定信号源的位置
图5的示图350示意性地示出沿着路径352被静态地排列的多个信号源360A-G，路径352可以是通过隧道或有限的卫星覆盖的另一区域的道路，诸如是卫星被另一层的道路遮挡的较低层的道路。信号源360A-G可以至少大致彼此相距d被排列，相邻信号源对之间的间隔取决于特定设置而变化。如下所述，在相邻信号源中的一些相邻信号源之间的间隔显著偏离距离d的那些配置中，信号源配置系统140可以使用某些技术来确定距离d’、d”等。
作为更具体的示例，技术人员可以将临近信标固定到隧道的天花板，试图保持信标之间的距离d的间隔。当已知技术人员使用相对精确的间隔技术时，信号源配置系统140可以被配置为实现相邻信号源360A-G中的每对相邻信号源分隔距离d的假设。此外，信号源配置系统140可以被配置为仅为了生成信号源360A-G沿着路径352的位置的初始估计而实现该假设。一旦附加或改进的数据变得可用，然后信号源配置系统140就可以调整初始估计。
在任何情况下，信号源配置系统140最初可以不具有关于信号源360B-360F的位置的任何信息。关于被布置在路径352的各自端部的信号源360A和360G，在某些场景下，这些设备可以被布置在隧道的两个入口附近。在这些情况下，例如，可以使用各自的GPS定位修正(positioning fixes)来相对容易地确定信号源360A和360G的位置。
例如，车辆370可以类似于图1的车辆12，包括诸如站22的接收器。接收器通常可以是能够检测、测量来自信号源360A-G的无线信号的强度，并且至少部分地处理来自信号源360A-G的无线信号的任何合适的设备。图5中所示的示例场景中的车辆370在方向380上沿着路径352移动，并且车辆370的接收器收集信号数据，该信号数据指示来自信号源360A-G的对应信号的作为时间函数的强度变化。然后，接收器可以将信号数据提供给信号源配置系统140，信号源配置系统140接下来可以使用该信号数据来首先确定信号源360A-G的相对顺序。
作为更具体的示例，图6示出车辆370中的接收器在方向380上沿着路径352行进时可以收集的信号数据。七个示出的信号中的每个信号可以包括对应信号源的以数字和/或字符的任何合适组合的形式的标识符。峰400A-G对应于来自不同信号源的信号在对应时间达到的最大强度(例如，RSSI)。例如，峰400A出现在时间t1，此时被安装在车辆370中的接收器检测到来自源信号360A的最强信号，这通常出现在车辆370最接近信号源360A时(除了参考图7讨论的情况)。此时，来自其他信号源360B-G的信号很弱或实际上根本不可检测。
在时间t2，被安装在车辆370中的接收器检测到来自源信号360B的最强信号(峰400B)，而来自源信号360A的信号下降约20dB。此时，车辆370可能非常接近信号源360B。对于其他信号可以观察到类似的模式：接收器观察到信号源中的一个信号源的信号强度的峰值和剩余信号源的低信号强度。在接收器到达某个信号源之前，由于各种障碍物、干扰、多径等，信号源的信号强度逐渐地增加但是不一定以“平滑”的方式增加。类似地，在接收器通过信号源之后，信号强度逐渐地下降。
信号源配置系统140观察峰信号值的顺序通常对应于车辆370通过对应信号源的顺序。因此，信号源配置系统140可以基于图6中所示的信号数据来确定峰按以下顺序出现：400A、400B、……400G，对应的信号识别信号源360A、360B、……360G，并且因此信号源在方向380上沿着路径352被排列为序列360A、360B、……360G。
根据一种实施方式，信号源配置系统140还使用确定的顺序，并且通过将沿着路径352的距离L除以N个信号源之间的间隔的数量：d＝L/(N-1)，来估计信号源360A-G之间的平均距离。例如，信号源配置系统140可以使用地理信息系统(GIS)数据、描述由诸如谷歌地图的绘图(mapping)服务所提供的自然和人工地理特征的地图数据、或者其他合适的地理空间数据，来获得距离L。可选择地，特别是当路径352具有低曲率时，信号源配置系统140可以获得来自信号源360A和360G的诸如GPS信号的定位修正，信号源360A和360G位于有限的卫星覆盖的区域外部，并且使用两个定位修正来估计距离L。然后，信号源配置系统140可以使用信号源360A或360G的已知位置和/或路径352的几何形状的一些其他指示，来确定这些信号源的各自的位置。更具体地，信号源配置系统140可以通过将长度为d的位移矢量应用于信号源360A的已知位置来计算信号源360B的位置，通过将长度为d的位移矢量应用于信号源360B的已知位置来计算信号源360C的位置等。
如上所述，并非相邻信号源360A-G中的每对相邻信号源被分隔相同的距离d，但是信号源配置系统140可以实现该假设以生成初始定位估计，或者当已知在信号源360A-G的安装期间已经保持恒定的分隔时，信号源配置系统140可以实现该假设。
现在参考图7，在一些情况下，来自信号源360A-G的信号可能被布置有接收器的车辆的金属车顶暂时地遮挡。对于信号的某些频率，衰减可能特别地显著。示例信号数据420对应于信号源360A-G中的一个信号源。类似于图6的信号数据，当车辆接近信号源时，信号的强度通常在接收器处增加，并且当车辆远离信号源时，信号的强度通常在接收器处减少。然而，在此，信号强度达到第一峰420，下降到“谷”422，达到第二峰424，并且逐渐地减少到低水平。谷422可能对应于车辆位于被安装在隧道天花板上的信号源下方的时间；峰420可能对应于来自信号源的信号穿过车辆挡风玻璃的时间；以及，峰424可能对应于信号穿过车辆后窗的时间。取决于诸如信号的频率和车辆的车顶的材料的因素，谷422中的信号强度的下降可以多达20dB。
信号源配置系统140可以自动地生成信号数据420的近似值430，其中单个推断的峰432大致出现在峰420和424之间的时间间隔的中间。为此，例如，信号源配置系统140可以使用合适的统计技术，生成当车辆接近信号源时信号强度上升趋势的一条曲线，生成当车辆远离信号源时信号强度下降趋势的另一条曲线，并且将峰432识别为两条曲线的交点。鉴于这些趋势，例如，信号源配置系统140可以确定推断的峰应该在峰420和424之间，而不是在峰424和峰440之间。
另外地或替代地，信号源配置系统140可以确定诸如峰420和424的一对候选高峰是否大致被车辆通过信号源所花费的时长所分隔。例如，假设车辆中的接收器以某个入射角通过挡风玻璃“看到”信号的点与接收器通过后窗再次开始看到信号的点之间的距离是30m，对于以100km/h行进的车辆，峰420和424应该大致分隔一秒。因此，鉴于车辆的速度，信号源配置系统140可以检查候选峰之间的时间间隔是否看起来在合理范围内(这又可以基于在信号源360A和360G的定位修正和时间戳来估计)。
再次参考图6，当车辆370中的接收器获得信号源360A和360G的定位修正和对应的时间戳时，信号源配置系统140可以通过将距离L除以两个时间戳之间的差，来确定信号源360A和360G之间的车辆的平均速度vavg。当信号源360B-F不均匀地分隔而不是以长度为d的恒定间隔分隔时，信号源配置系统140可以通过将先前确定的平均速度vavg乘以达到某个峰所花费的时间量，并且计算相对于诸如隧道的入口的已知位置的距离(或更一般地，位移矢量)，来确定信号源的位置。
在一些实施方式中，信号源配置系统140还可以说明沿着路径352移动的车辆的速度变化。一些隧道足够长以生成车辆的速度的显著变化，并且交通或道路质量的差异可能导致速度的更大变化。例如，图8示出车辆中的接收器可以收集的信号源360A、360B、360C和360D的高度简化的信号数据。在该场景中，接收器看到来自信号源360A的信号450A高于阈值水平460持续有一定时间量tA。阈值水平460可以通过实验设置，但是在任何情况下该阈值水平460都显著高于噪声水平以提高准确性。在其他实施例中，接收器不使用任何特定的阈值，而是分析信号强度的相对变化。接收器看到来自信号源360C和360D的信号450C和450D持续有大致相同的时间量。然而，接收器从信号源360B看到信号450B持续有较长的时间量tB。如果已知信号源360A-G以类似的功率水平传送，这是典型的，则时间量tA和tB之间的这些变化可能是由于速度的差异。
假设信号450A-D由同样大功率的发射器传送，信号源配置系统140可以将图8中所示的信号数据解释为指示对于路径352的不同部分的速度vA-vD，其中，vA是接收器在时间tA期间移动的速度，vB是接收器在时间tB期间移动的速度等。在该情况下，vA≈vC≈vD，并且vA/vB≈tB/tA。值得注意的是，这些估计不取决于信号源相对于彼此的实际定位，而是仅取决于暴露于某一强度的信号的持续时间。一旦已经确定了各自的速度值vA-vD，信号源配置系统140就可以提高信号源的位置的估计。
为了更清楚，图9示意性地示出信号源配置系统140如何鉴于变化的车辆速度来自动地校正信号源位置的估计。根据初始估计520，该初始估计520可以使用参考图6和图7讨论的技术以及车辆的平均速度来生成，信号源对500/502和502/504分隔距离d，信号源对504/506和506/508分隔较长的距离d’，信号源对508/510和510/512分隔较短的距离d”。在该场景中，信号源配置系统140考虑车辆中的接收器检测来自某个信号源的信号高于某个阈值的强度的时间量。线图530示出接收器暴露于信号源的作为时间函数的持续时间，以秒为单位。
根据线图530，接收器测量来自信号源500-504的信号的足够高的强度大致12秒，来自信号源506和508大致18秒，以及来自信号源510和512大致8秒。如果信号源以大致相同的功率水平传送，则线图530指示车辆在信号源506和508附近减速并且在信号源510和512附近加速。因此，代替计算信号源500和512之间的整个路径的单个平均速度，信号源配置系统140可以确定对应于信号源500-504的段的具体段平均速度值v1，对应于信号源506和508的段的v2，以及对应于信号源510和512的段的v3。更具体地，使用信号数据中的时间戳信息，信号源配置系统140可以确定接收器暴露于对应信号源500-512的大致持续时间，并且，使用定位修正、勘测数据或端点的另一指示，来确定长度L，使得v1t1+v2t2+v3t3＝L，其中t1是接收器以速度v1行进经过信号源500-504的时间量，t2是接收器以速度v2行进经过信号源506和508的时间量，以及t3是接收器以速度v3行进经过信号源510和512的时间量。
一旦确定值v1、v2和v3，信号源配置系统140就可以更准确地确定信号源的位置。例如，通过计算位移为d＝Pi+v1(tp-ti)，信号源配置系统140可以计算与在时间ti到达的信号源500的已知位置Pi相关的信号源504的位置，其中信号源504的观察或推断的峰信号强度在时间tp出现。在该示例场景中，信号源配置系统140调整初始估计520以生成估计540，在估计540中相邻信号源500-512中的所有相邻信号源对分隔距离d。当然，在其他场景中，初始估计可以指示恒定的间隔d，以及考虑速度变化指示不同的间隔d、d’的估计等。
在一些场景中，信号源配置系统140还可以使用由其中布置有接收器的车辆所报告的速度和/或加速度数据。例如，智能手机可以访问里程表和其他车辆传感器，并且将车辆传感器数据连同信号强度测量一起报告给信号源配置系统140。当该数据可用时，信号源配置系统140可以通过结合附加信号数据来提高信号源估计的准确性。
为了使用上面讨论的技术来提高定位信号源的准确性，信号源配置系统140可以利用众包来收集来自多个接收器的信号数据。然后，信号源配置系统140可以实施任何合适的统计方法，以将上面讨论的技术应用于信号数据。例如，信号源配置系统140可以诸如通过对数据进行平均(以非加权或加权的方式)，消除异常值，取决于可靠性水平为数据分配不同的权重(例如，被配备有更加鲁棒的芯片组的接收器在测量信号强度时可能更准确)等，来组合来自多个接收器的数据。此外，在一些情况下，信号源配置系统140可以分析来自某个接收器的信号数据，以确定接收器是在敞篷车辆还是传统车辆中操作，并且在必要时推断信号强度中的峰。
此外，在一些实施方式中，信号源配置系统140可以被配置为还说明信号源的特征变化。例如参考图9，在一些情况下，信号源可见度的变化可能是由于信号源500-512中的一些信号源由于硬件、电池或其他因素，处于显著地更高的功率，或者相反地，处于显著地更低的功率。此外，当信号源500-512是被排列在隧道中的信标时，隧道的物理配置可以引起信号到达某些区域的程度的变化。信号源配置系统140可以随时间收集来自多个接收器的信号数据，以为个体信号源创建“简介(profile)”，并且使用这些简介来进一步校正信号源的位置的估计。
例如，为了生成简介，多个接收器和多个信号源的信号数据可以被组织成二维矩阵，其中列对应于信号源并且行对应于接收器。信号源配置系统140可以处理列数据以确定特定信号源的属性，并且在定位信号源时和/或在随后定位接收器时生成适当的权重。作为更具体的示例，信号源500-512可以被实现为在管理帧中传送传送功率的指示的信标。信号源配置系统140可以使用传送功率指示来计算用于定位的校正因子，因为可以预期以较低功率传送的信标将被“听到”较短的时段。已经观察到，传送功率增加6dB通常导致两倍的覆盖(例如，由可以以高于某个固定的阈值RSSI值接收信号的区域所定义)，并且相应导致两倍的信标被听到的时间量。
进一步关于简介，例如，由于障碍物或电池消耗，某个信号源的特征可以随时间改变，并且对应的简介可以指示信号源看起来如何在特定时间操作。因此，简介可以指示来自某个源的信号由于可能的障碍物而被削弱，使得接收器可以相应地调整计算。更一般地，信号源配置系统140可以确定信号源的一个或多个特征，以能够在地理定位期间进行调整。
尽管具体参考图9的信号源500-512或图5的信号源360A-G讨论了上述示例，但是应该理解的是，通常这些技术中的每个技术可以应用于各种合适的信号源，信号源可以包括图1,5或9的示例信号源。
现在参考图10，用于确定有限的卫星覆盖的区域中的信号源的地理位置的示例方法550可以在信号源配置系统140或另一个合适的系统中被实现。方法550可以以任何一种或多种合适的编程语言被实现为一组指令，该组指令被存储在非暂时性计算机可读介质上并且可由一个或多个处理器执行。
方法550开始于框552，其中从一个或多个接收器获得信号数据，该一个或多个接收器沿着有限的卫星覆盖的区域中的路径移动，例如，在通过隧道的道路上。如上面讨论的，信号数据可以指示信号强度随时间的改变，并且在一些实施方式中，可以包括诸如信号源的信号源标识符和传送功率设置的信息。此外，在一些实施方式中，一旦已经确定了信号源的位置，定位信息就可以被传送到对应的信号源，用于随后的传送。
接下来，在框554使用信号数据来确定沿着路径被排列的信号源的相对顺序。为此，如上面参考图6至图8所讨论的，不同信号源的峰值可以被识别，其中峰的相对时间对应于接收器接近信号源的顺序。在框556，可以接收路径端点的定位修正和时间戳。例如，位于隧道入口的信号源可以被手动地配置有GPS定位器，或者可以被放置在已知的勘测位置，或者可以实时获得GPS定位修正。
在框558，当附加信息被收集时，信号源的确定的相对顺序可以被永久地或临时地用于近似定位。例如，如果以规则间隔隔开信号源的假设被实现，则使用端点的位置以确定端点之间的距离，并且将该距离除以中间信号源的数量以获得相对于已知位置的位移，信号源的近似位置可以被确定。使用车辆速度、个体信号源的简介以及上面讨论的其他技术，信号源的位置的估计可以被进一步提高。
在框560，信号源的确定的位置可以被用来对随后沿着相同路径移动经过信号源的接收器进行地理定位。信号源位置的估计的持续提高也可以与使用当前可用估计的接收器的定位并行地发生。例如，移动通过隧道的车辆可以使用可用信标来请求定位，同时还将该车辆的信号强度测量贡献给在信号源位置确定中被使用的信号数据集。
使用RTT测量来自动地配置接入点
现在参考图11，示例站600A-E作为发射器和接收器来操作，并且被配置为使用往返时间(RTT)测量来自动地确定它们的位置。例如，这些站交换诸如信标帧的管理帧，并且测量RTT以确定距离d1-d4。作为RTT测量的替代，站600A-E可以使用其他合适的度量，使用该度量可以确定一对站之间的距离。例如，站600A-E可以使用已知的传送功率、RSSI测量、以及预测RSSI随距离的损失的模型，来估计到其他站的距离。
由站600A-E传送的信号的对应范围由圆圈610A-E示意性地表示。圆圈610A-E的半径通常是相似的，但是对于本公开的技术的目的，不需要是相同的。如图11中所示，站600A可以“听到”站600B，站600B可以听到站600A和600C，站600C可以听到站600B、600D和600E，站600D可以听到站600B、600C和600E，以及站600E可以听到站600C和600D。站600A-E可以使用来自其他站的一个、两个或更多个信号来估计到一个或多个相邻站的距离。此外，当可以使用一维几何形状来描述沿着路径的站600A-E的排列(即，在与路径基本相同的距离的不同位置，诸如是在隧道的天花板上)时，站600A-E还可以使用几何形状的指示来确定它们的位置。
在其他实施例中，可以使用二维或三维几何形状来描述站600A-E的排列。例如，站可以确定位置和高度两者，该位置是指在表示道路的平面上沿着直线、曲线、折线等的位置，该高度是指在哪个高度布置该站或另一个站。此外，当被用在停车场、商场或其中接收器可以在多个方向上移动的其他区域中时，站600A-E可以不沿着具有已知几何形状的道路被排列。在这些情况下，当来自其他站的更多信号可用时，该站可以使用来自其他站的更多信号，来确定位置。
为了清楚起见，图12示出用于配置站600A-E或也能够接收无线信号的其他信号源的示例方法650的流程图。方法650可以在站600A-E中被实现为一组指令，该组指令被存储在站的诸如闪存的非暂时性计算机可读介质上，并且由站的一个或多个处理器执行。在一些替代实施方式中，方法650至少部分地在诸如信号源配置系统140的网络设备或系统中被实现。
方法650开始于框652，其中接收穿过有限的卫星覆盖的区域的路径的几何形状的指示。几何形状可以是简单的(例如，直线、圆弧)或相对复杂的(例如，折线)。如上面讨论的，路径通常是通过隧道的道路。然而，例如，方法650还可以被用于其中存在接收器可以穿过的大量可能路径的区域，以及接收器具有比沿着道路移动的车辆更多自由度的区域。这样的区域的示例包括停车场和商场。在这些情况下，几何形状的描述可以是包围区域的多边形或甚至描述三维体积的一组顶点。
在框654，接收指示站之间的距离的信号数据。可以使用站可以从彼此接收的任何合适类型的管理帧来生成信号数据。帧可以包括对应站的标识符。
然后，在框656，使用几何形状的指示和信号数据来确定站的位置。返回参考图11，站600A可以使用来自站600的信号来确定到站600B的距离，并且站600B可以使用来自站600A的信号来确定到站600A的距离并且使用来自站600C的信号来确定到站600C的距离。当附加信息可用时，诸如在站600C的来自站600D和600E的信号，数据可以被平均以得出更准确的估计。此外，类似于上面讨论的示例，确定站位置可以包括使用位于有限的卫星覆盖的区域的入口的站的已知位置。
在框658，确定的位置可以被用来对沿着相同路径移动的设备进行地理定位。值得注意的是，参考图10和图11讨论的技术允许站在不依赖于网络服务器的情况下至少确定相对于相邻站的位置。当然，如果需要，参考图10和图11讨论的技术也可以与网络服务器或一组服务器一起被使用。在一些实施例中，图10和图11的技术与利用宽带宽的信号源一起被使用以减少多路径问题。
其他注意事项
此处所描述的示例方法的各种操作可以至少部分地由一个或多个处理器来进行，该一个或多个处理器被临时地配置(例如，通过软件)或被永久地配置为进行相关操作。无论是被临时地配置还是被永久地配置，这样的处理器都可以构成操作以进行一个或多个操作或功能的处理器实现的模块。在一些示例实施例中，此处所提及的模块可以包括处理器实现的模块。
类似地，此处所描述的方法或例程可以至少部分地是处理器实现的。例如，方法的至少一些操作可以由一个或多个处理器或者处理器实现的硬件模块来进行。某些操作的进行可以被分配在一个或多个处理器中，不仅驻留在单个机器内，而且还被部署在多个机器。在一些示例实施例中，一个或多个处理器可以位于单个位置(例如，在家庭环境内、办公室环境内或作为服务器场)，而在其他实施例中，处理器可以被分布在多个位置。
一个或多个处理器还可以操作以支持相关操作的进行，该相关操作在云计算环境中或者作为软件即服务(SaaS)。例如，至少一些操作可以由计算机组(作为包括处理器的机器的示例)来进行，这些操作经由网络(例如，因特网)以及经由一个或多个适当的接口(例如，应用程序序接口(API))是可访问的。
某些操作的进行可以被分配在一个或多个处理器中，不仅驻留在单个机器内，而且还被部署在多个机器。在一些示例实施例中，一个或多个处理器或处理器实现的模块可以位于单个地理位置(例如，在家庭环境内、办公室环境内或服务器场内)。在其他示例实施例中，一个或多个处理器或处理器实现的模块可以被分布在多个地理位置。

Claims (12)

1.一种用于自动地确定地理定位卫星信号被遮挡的区域中的信号源的地理位置的方法，其特征在于，所述方法包括：
由一个或多个处理器接收信号数据，所述信号数据由沿着通过地理定位卫星信号被遮挡的地理区域的路径移动的接收器所收集，所述信号数据指示在一段时间内，由沿着所述路径被静态地布置的多个信号源所发射的各自的信号的强度的改变；
基于所述地理定位卫星信号，由所述一个或多个处理器接收，在进入所述地理区域之前的第一时间所述接收器的第一位置的指示，以及在离开所述地理区域之后的第二时间所述接收器的第二位置的指示，所述一段时间包括进入所述地理区域之前的所述第一时间与离开所述地理区域之后的所述第二时间之间的时间量；
由所述一个或多个处理器使用接收的所述信号数据以及接收的所述位置的所述指示和所述时间，来确定所述信号源的位置；以及
使用所述信号源的确定的所述位置，来对沿着所述路径移动的设备进行地理定位；
其中所述信号数据还包括由沿着所述路径移动的多个接收器所收集的数据；以及其中，确定所述信号源的所述位置包括使用组合由多个接收器所收集的所述数据；
其中所述方法还包括使用由所述多个接收器所收集的所述数据来确定所述多个信号源中的每个信号源的简介，所述简介指定在对所述设备进行地理定位时，来自所述多个信号源中的至少一个信号源的信号应该如何被调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定估计的位置包括：
对于所述信号源中的每个信号源，确定由所述信号源所发射的所述信号的所述强度在所述接收器处达到峰值的时间，以及
使用所述信号达到对应峰值的确定的所述时间，来确定所述信号源沿着所述路径被排列的顺序。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定由所述信号源所发射的所述信号的所述强度在所述接收器处达到峰值的所述时间包括：
在与所述信号源有关的所述信号数据内，识别所述信号的所述强度中的一对峰值，所述一对峰值在时间上大致相隔汽车以确定的速度经过所述信号源所花费的时长，以及
从所述一对峰值推断所述信号的所述强度在所述接收器处达到峰值的所述时间。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述信号源的所述位置还包括：
确定所述路径的长度，
确定所述信号源的数量，
使用所述路径的所述长度以及确定的所述数量，来确定所述信号源之间的平均距离；以及
使用接收的所述信号数据、所述信号源之间的所述平均距离、以及所述信号源沿着所述路径被排列的确定的所述顺序，来确定所述信号源的所述位置。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括，至少部分地基于所述第一位置和所述第二位置之间的差以及所述第一时间和所述第二时间之间的差，来确定所述接收器移动经过所述信号源的平均速度；
其中确定所述信号源的所述位置包括，使用确定的所述平均速度、对应于所述信号源的确定的所述峰值、以及所述信号源沿着所述路径被排列的确定的所述顺序。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述信号源的所述位置还包括：
对于所述信号源中的每个信号源，确定来自所述信号源的所述信号的所述强度在所述接收器处高于阈值的相应的时间量，以及
使用确定的所述时间量，确定所述接收器移动经过所述信号源的速度，其中在所述信号源中的至少两个信号源，所述接收器以不同的速度移动。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述信号源的所述位置包括，使用所述路径的已知几何形状的指示，所述信号源沿着所述路径被排列。
8.一种用于对地理定位卫星信号被遮挡的区域中的接收器进行地理定位的系统，其特征在于，所述系统包括：
一个或多个处理器；
非暂时性计算机可读内存，所述非暂时性计算机可读内存被耦接到所述一个或多个处理器，并且在所述非暂时性计算机可读内存上存储指令，当所述指令由所述一个或多个处理器执行时，使得所述系统：
接收信号数据，所述信号数据由沿着通过地理定位卫星信号被遮挡的地理区域的路径移动的接收器所收集，所述信号数据指示在一段时间内，由沿着所述路径被静态地布置的多个信号源所发射的各自的信号的强度的改变，
基于所述地理定位卫星信号，接收在进入所述地理区域之前的第一时间所述接收器的第一位置的指示，以及在离开所述地理区域之后的第二时间所述接收器的第二位置的指示，所述一段时间包括进入所述地理区域之前的所述第一时间与离开所述地理区域之后的所述第二时间之间的时间量，
使用接收的所述信号数据以及接收的所述位置的所述指示和所述时间，来确定所述信号源的位置，以及
使用所述信号源的确定的所述位置，来对沿着所述路径移动的设备进行地理定位；
其中所述信号数据还包括由沿着所述路径移动的多个接收器所收集的数据；以及其中，确定所述信号源的所述位置包括使用组合由多个接收器所收集的所述数据；
其中所述指令还使得所述系统使用由所述多个接收器所收集的所述数据来确定所述多个信号源中的每个信号源的简介，所述简介指定在对所述设备进行地理定位时，来自所述多个信号源中的至少一个信号源的信号应该如何被调整。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，为了确定估计的位置，所述指令还使得所述系统：
对于所述信号源中的每个信号源，确定由所述信号源所发射的所述信号的所述强度在所述接收器处达到峰值的时间，以及
使用所述信号达到对应峰值的确定的所述时间，来确定所述信号源沿着所述路径被排列的顺序。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，为了确定由所述信号源所发射的所述信号的所述强度在所述接收器处达到峰值的所述时间，所述指令使得所述系统：
在与所述信号源有关的所述信号数据内，识别所述信号的所述强度中的一对峰值，所述一对峰值在时间上大致相隔汽车以确定的速度经过所述信号源所花费的时长，以及
从所述一对峰值推断所述信号的所述强度在所述接收器处达到峰值的所述时间。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，为了确定所述信号源的所述位置，所述指令使得所述系统：
确定所述路径的长度，
确定所述信号源的数量，
使用所述路径的所述长度以及确定的所述数量，来确定所述信号源之间的平均距离；以及
使用接收的所述信号数据、所述信号源之间的所述平均距离、以及所述信号源沿着所述路径被排列的确定的所述顺序，来确定所述信号源的所述位置。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述指令还使得所述系统：
至少部分地基于所述第一位置和所述第二位置之间的差以及所述第一时间和所述第二时间之间的差，来确定所述接收器移动经过所述信号源的平均速度；
其中为了确定所述信号源的所述位置，所述指令使得所述系统使用确定的所述平均速度、对应于所述信号源的确定的所述峰值、以及所述信号源沿着所述路径被排列的确定的所述顺序。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102347722B1 (ko) * 2015-04-10 2022-01-06 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 위치 측정을 위한 장치 및 방법
CN107092430B (zh) * 2016-02-18 2020-03-24 纬创资通（中山）有限公司 空间绘画计分方法、用于进行空间绘画计分的装置及系统
FR3057348B1 (fr) * 2016-10-06 2019-07-19 Thales Procede de localisation ponctuelle d'un vehicule evoluant sur une trajectoire contrainte et systeme associe
FR3072180B1 (fr) 2017-10-06 2019-11-01 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de localisation d'une borne d'acces a un reseau de communication
KR102146155B1 (ko) 2018-05-31 2020-08-19 이상서 무선랜 ap의 위치값을 지속적으로 정확한 값으로 업데이트해나가는 측위 시스템 및 그 방법
EP3690471A1 (en) 2019-02-04 2020-08-05 HERE Global B.V. Determining a plurality of installation positions of a plurality of radio devices
CN110337061A (zh) * 2019-03-20 2019-10-15 中国科学院信息工程研究所 位置验证方法及设备
CN110113776B (zh) * 2019-04-29 2022-06-10 北京六捷科技有限公司 一种基于大数据技术的无线网络覆盖趋势预测方法及装置
US11061104B2 (en) * 2019-05-24 2021-07-13 U-Blox Ag Method and apparatus for positioning with wireless signals
CN110213721A (zh) * 2019-06-05 2019-09-06 长沙理工大学 一种基于wsn的受限空间逃生路径搜索方法及相关组件
GB2596890A (en) * 2020-02-18 2022-01-12 Mtr Corporation Ltd Tracking workers or trains in a railway tunnel
CN111830462B (zh) * 2020-07-06 2022-09-06 中建三局绿色产业投资有限公司 一种应用于排水深隧工程水下机器人定位的方法及装置
US20220022077A1 (en) * 2020-07-16 2022-01-20 Apple Inc. User Equipment with Wireless Coverage Tracking Capabilities

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1788211A (zh) * 2003-06-17 2006-06-14 意大利电信股份公司 一种用于移动终端定位的方法
CN102483451A (zh) * 2009-06-29 2012-05-30 诺德内维技术有限公司 Gnss接收器及操作方法
CN102713663A (zh) * 2009-11-18 2012-10-03 高通股份有限公司 使用无线信号的位置确定
CN104322119A (zh) * 2012-03-15 2015-01-28 诺基亚公司 监测基于陆地无线电的定位系统的质量

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06230099A (ja) * 1993-02-05 1994-08-19 Toshiba Corp 車両データ受信装置および車載ナビゲーション装置
US7414988B2 (en) * 2004-10-29 2008-08-19 Skyhook Wireless, Inc. Server for updating location beacon database
EP2172048B1 (en) * 2007-06-29 2011-10-12 Octaview Technologies B.v. System and methods for determining location using cellular transition patterns
JP5980122B2 (ja) * 2009-12-23 2016-08-31 センスウェア・リミテッドＳｅｎｓｅｗｈｅｒｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ 電磁信号源の位置特定
US20110199916A1 (en) 2010-02-12 2011-08-18 David Garrett Method and system for determining the location of a wireless access point using single device based power measurements
KR101682266B1 (ko) * 2010-04-29 2016-12-05 톰슨 라이센싱 다수의 무선 네트워크들의 공존
US10375509B2 (en) 2010-09-13 2019-08-06 Texas Instruments Incorporated System and method for positioning
KR20120058946A (ko) 2010-11-30 2012-06-08 삼성전자주식회사 엑세스 포인트의 위치 정보 데이터베이스 구축 방법과 시스템 및 이를 이용한 위치 정보 제공 방법
US9420396B2 (en) * 2011-07-29 2016-08-16 Blackberry Limited System and method for determining a location for a device in a communication network
GB2502068B (en) * 2012-05-14 2019-03-27 Sensewhere Ltd Method of and system for estimating position
US8743727B2 (en) 2012-05-17 2014-06-03 Qualcomm Incorporated Driving hybrid location services from WLAN stations using access points
JP5641073B2 (ja) * 2012-05-18 2014-12-17 株式会社デンソー 無線通信装置および無線測位システム
KR101453523B1 (ko) 2013-01-08 2014-10-27 주식회사 케이티 무선랜 네트워크에 기반한 정보 제공 방법 및 장치
US9885789B2 (en) * 2013-03-14 2018-02-06 Google Llc Accounting for atmospheric and terrestrial obstacles in geographic positioning
US9313767B2 (en) * 2013-09-19 2016-04-12 Qualcomm Incorporated Using broadcast position and transmit power from access points to form assistance data
AU2013400684B2 (en) * 2013-09-20 2018-05-17 Caterpillar Inc. Positioning system using radio frequency signals
US9426770B2 (en) * 2013-09-30 2016-08-23 Qualcomm Incorporated Access point selection for network-based positioning
JP2015143631A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 アプリックスＩｐホールディングス株式会社 ビーコン信号受信システム、記憶装置、端末装置及びビーコン信号受信方法
JP2015143630A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 アプリックスＩｐホールディングス株式会社 位置情報提供システム、記憶装置、端末装置及び位置情報提供方法
US20150358936A1 (en) 2014-06-05 2015-12-10 AthenTek Incorporated Method of estimating a position of a signal source, and server and mobile device utilizing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1788211A (zh) * 2003-06-17 2006-06-14 意大利电信股份公司 一种用于移动终端定位的方法
CN102483451A (zh) * 2009-06-29 2012-05-30 诺德内维技术有限公司 Gnss接收器及操作方法
CN102713663A (zh) * 2009-11-18 2012-10-03 高通股份有限公司 使用无线信号的位置确定
CN104322119A (zh) * 2012-03-15 2015-01-28 诺基亚公司 监测基于陆地无线电的定位系统的质量

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