CN1859755A - 一种移动台的定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种移动台的定位方法，该方法中，无线网络控制器通过设置下发测量控制消息参数，命令移动台上报多次定位测量报告，并根据移动台上报的多次定位测量报告得到移动台的多个位置信息，然后对移动台的多个位置信息进行平滑滤波，将平滑滤波结果作为移动台的最终定位结果。本发明所提供的定位方法综合多个测量结果对移动台进行定位，因此能有效提高移动台的定位精度。

Description

一种移动台的定位方法

技术领域

本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种移动台的定位方法。

背景技术

随着移动通信技术的发展，各种移动增值业务层出不穷，定位业务就是其中一种。所谓定位业务是指利用定位技术确定移动台的位置，并据此提供各种基于位置应用的增值业务，具有可观的市场和商业前景。宽带码分多址(WCDMA)系统中的移动台定位方法主要有三种：小区中心(CELLID)定位方法、观测时间差(OTDOA)定位方法及网络辅助全球卫星定位系统(AGPS)定位方法。CELLID定位方法的定位时延一般在3秒以内，定位精度从几百米到几千米不等；OTDOA定位方法的定位时延一般为3～6秒，定位精度约为100～200米；AGPS定位方法的定位时延一般为10～30秒，定位精度约为几十米。

可见，上述各种定位技术的定位精度一般都比较低，不能够实现移动台的精确定位。比如，在非常开阔的环境下，即使采用定位精度最高的AGPS定位技术对移动台进行定位，其平均定位精度也仅能达到20米左右。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种移动台的定位方法，能够对移动台进行更加精确的定位。

为达到上述目的，本发明提供的方法包括以下步骤：

A、由移动台上报一次以上定位测量报告，根据移动台上报的一次以上定位测量报告得到移动台的一个以上位置信息；

B、对所得到的移动台的一个以上位置信息进行平滑滤波，并将平滑滤波结果作为移动台的最终定位结果。

其中，步骤A所述由移动台上报一次以上定位测量报告为：无线网络控制器通过设置下发测量控制消息参数，命令移动台上报一次以上定位测量报告。

所述测量控制消息参数包括上报方式、上报次数和上报间隔。

所述上报方式为周期性上报。

所述上报次数为10～20次之间。

所述上报间隔为50～500毫秒之间。

其中，所述位置信息包括经度、纬度和高度。

其中，所述平滑滤波为平均滤波；

则所述步骤B为：对所得到的移动台的一个以上位置信息中的经度、纬度、高度分别取平均值，并将获得的经度平均值、纬度平均值、高度平均值分别作为移动台最终定位结果的经度、纬度、高度。

所述平滑滤波为α滤波；

该方法进一步包括：设置α的值；

则所述步骤B为：对所得到的移动台的多个位置信息中的经度逐一进行α滤波，并将获得的经度最终α滤波结果作为移动台最终定位结果的经度；对所得到的移动台的多个位置信息中的纬度逐一进行α滤波，并将获得的纬度最终α滤波结果作为移动台最终定位结果的纬度；对所得到的移动台的多个位置信息中的高度逐一进行α滤波，并将获得的高度最终α滤波结果作为移动台最终定位结果的高度。

所述α的值设置于0.05～0.2之间。

可见，本发明根据移动台上报的多次定位测量报告得到多个位置信息，并对多个位置信息进行平滑滤波，得到最终的移动台定位结果，由于综合多个测量结果对移动台进行定位，因此能有效提高移动台的定位精度。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的一具体实施例定位结果示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图并举具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

参见图1，本发明主要包括以下几个步骤：

步骤101：由移动台(UE)上报多次定位测量报告；

一般情况下，无线网络控制器(RNC)仅要求移动台上报一次定位测量报告，但通常单次定位测量的误差比较大，因此，本发明中RNC通过设置下发的测量控制消息参数，命令移动台上报多次定位测量报告，其中，下发的测量控制消息参数包括上报方式、上报次数及上报间隔等。

本发明中，设置上报方式为周期性上报；上报次数为N次，N的取值视具体情况而定，N越大则完成所有定位测量报告的时间就越长，N越小则上报的定位测量数据就越少，经折中考虑，一般N的取值范围约为10～20次；上报的周期间隔也视具体情况而定，一般为50～500毫秒。

步骤102：根据移动台上报的多次定位测量报告得到移动台的多个位置信息；

RNC根据收到的N次移动台定位测量报告，得到N个相应的移动台位置信息。定位测量报告的内容随着定位方法的不同而改变，有的定位测量报告直接就是移动台的位置信息，有的则需对定位测量报告进行处理才能得到移动台的位置信息，其中，所述定位方法可为CELLID定位方法、OTDOA定位方法、或AGPS定位方法等。比如，在基于移动台的AGPS定位技术中，移动台上报给RNC的AGPS测量结果就是移动台的位置信息；而在基于网络的AGPS定位技术中，RNC则需根据移动台上报的AGPS伪距测量结果及RNC侧从AGPS参考接收机获得的GPS原始数据，计算得到移动台的位置信息。具体RNC如何根据移动台上报的定位测量报告得到移动台的位置信息属于现有技术内容，在此不再赘述。

步骤103：对所得到的移动台的多个位置信息进行平滑滤波，并将平滑滤波结果作为移动台的最终定位结果。

根据实验验证，一般单次定位测量的误差比较大，且这些误差为各个方向均匀的随机误差，因此，本发明中RNC对移动台的N个位置信息进行平滑滤波，并将平滑滤波结果作为移动台的最终定位结果，以减小误差获得更好的定位精度。位置信息包括经度、纬度和高度，分别用LONG、LAT和ALT表示，相应的，对多个位置信息进行平滑滤波，就是分别对多个位置信息中的经度、纬度、高度做平滑滤波。平滑滤波的方法有很多种，下面以平均滤波和α滤波为例，说明本发明中的平滑滤波处理过程。

一、平均滤波：

平均滤波是指取移动台多个位置信息的平均值作为移动台的最终定位结果，即：对所得到的移动台多个位置信息中的经度、纬度、高度分别取平均值，并将获得的经度平均值、纬度平均值、高度平均值分别作为移动台最终定位结果的经度、纬度、高度。具体操作如下：

LONG_N＝(LONG_O1+LONG_O2+…+LONG_ON)/N，

LAT_N＝(LAT_O1+LAT_O2+…+LAT_ON)/N，

ALT_N＝(ALT_O1+ALT_O2+…+ALT_ON)/N。

其中，N表示平均滤波长度，此处平均滤波长度与所得到的位置信息个数相同；

LONG_On、LAT_On、ALT_On分别表示第n次测量得到的位置信息中的原始经度、原始纬度、原始高度，其中，n＝1，2，…，N；

LONG_N、LAT_N、ALT_N分别表示平均滤波后的经度平均值、纬度平均值、高度平均值，并分别作为最终定位结果的经度、纬度、高度。

二、α滤波：

α滤波是指对移动台多个位置信息逐一进行α滤波，并将最终α滤波结果作为移动台的最终定位结果，即：对所得到的移动台的多个位置信息中的经度逐一进行α滤波，并将获得的经度最终α滤波结果作为移动台最终定位结果的经度；对所得到的移动台的多个位置信息中的纬度逐一进行α滤波，并将获得的纬度最终α滤波结果作为移动台最终定位结果的纬度；对所得到的移动台的多个位置信息中的高度逐一进行α滤波，并将获得的高度最终α滤波结果作为移动台最终定位结果的高度。具体操作如下：

LONG_n＝α·LONG_On+(1-α)·LONG_n-1，

LAT_n＝α·LAT_On+(1-α)·LAT_n-1，

ALT_n＝α·ALT_On+(1-α)·ALT_n-1。

其中，n＝2，3，…，N，N表示α滤波长度，此处，所述滤波长度与位置信息的个数相同；

LONG_On、LAT_On、ALT_On分别表示第n次测量得到的位置信息中的原始经度、原始纬度、原始高度；

LONG_n、LAT_n、ALT_n分别表示第n次α滤波后的经度、纬度、高度；

通常，将第一次测量得到的位置信息中的原始经度LONG_O1、原始纬度LAT_O1、原始高度ALT_O1直接作为α滤波的初始经度LONG₁、初始纬度LAT₁、初始高度ALT₁，即：LONG₁＝LONG_O1，LAT₁＝LAT_O1，ALT₁＝ALT_O1；

对于α滤波，当前原始测量值在当前滤波结果中所占的权重是α，前一次滤波结果在当前滤波结果中所占的权重是(1-α)，且α可调。α可设置为0～1之间的任何值，其取值范围视具体情况而定，若α取值为1，则滤波后的值与原始测量值完全相同，相当于没有滤波；若α为0，则每次滤波后的值均为初始值。α取值越大，则当前原始测量值对当前滤波结果的影响就越大，一般实际应用中，很少取α为0或1的极端情况，通常α的值设置在0.05～0.2之间。

当n＝N时，α滤波结束，第N次α滤波结果即为最终α滤波结果，并将经度最终α滤波结果LONG_N、纬度最终α滤波结果LAT_N、高度最终α滤波结果ALT_N分别作为最终定位结果的经度、纬度、高度。

图2所示为本发明的一具体实施例定位结果示意图，图2中以AGPS定位技术为例，给出了单次AGPS定位结果及经过平均滤波或α滤波后的AGPS定位结果，其中，N＝20，α＝0.1。图2中的正方形表示被测试移动台的实际地理位置；五角星表示单次AGPS定位结果，共有20个；圆点表示对20个单次AGPS定位结果进行平均滤波后的AGPS定位结果；菱形点表示对20个单次AGPS定位结果进行α滤波后的AGPS定位结果。从图中可见，经过平均滤波或α滤波等平滑滤波处理之后的定位精度，要比单次定位精度好得多。

单次AGPS平均定位误差(m)	α滤波定位误差(m)	平均滤波定位误差(m)
			22.65	4.17	2.93

                  表1

表1所示为针对图2实施例所得到的单次AGPS定位误差及经过平均滤波或α滤波后的AGPS定位误差比较。由表1可看出，单次AGPS平均定位误差达20米以上，而经过平滑滤波处理后的AGPS定位误差可缩小到5米以内。本实施例中，移动台初次上报AGPS定位测量报告的时延为10秒，随后多次上报定位测量报告的周期为100毫秒，即RNC完成本发明中整个定位过程的时延约为12秒。

可见，本发明所提供的定位方法可在增加少量定位时延的基础上，使定位精度得到很大的提高。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、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、一种移动台的定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、由移动台上报一次以上定位测量报告，根据移动台上报的一次以上定位测量报告得到移动台的一个以上位置信息；

B、对所得到的移动台的一个以上位置信息进行平滑滤波，并将平滑滤波结果作为移动台的最终定位结果。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述由移动台上报一次以上定位测量报告为：无线网络控制器通过设置下发测量控制消息参数，命令移动台上报一次以上定位测量报告。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述测量控制消息参数包括上报方式、上报次数和上报间隔。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述上报方式为周期性上报。

5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述上报次数为10～20次之间。

6、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述上报间隔为50～500毫秒之间。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置信息包括经度、纬度和高度。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述平滑滤波为平均滤波；

则所述步骤B为：对所得到的移动台的一个以上位置信息中的经度、纬度、高度分别取平均值，并将获得的经度平均值、纬度平均值、高度平均值分别作为移动台最终定位结果的经度、纬度、高度。

9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述平滑滤波为α滤波；

该方法进一步包括：设置α的值；

则所述步骤B为：对所得到的移动台的多个位置信息中的经度逐一进行α滤波，并将获得的经度最终α滤波结果作为移动台最终定位结果的经度；对所得到的移动台的多个位置信息中的纬度逐一进行α滤波，并将获得的纬度最终α滤波结果作为移动台最终定位结果的纬度；对所得到的移动台的多个位置信息中的高度逐一进行α滤波，并将获得的高度最终α滤波结果作为移动台最终定位结果的高度。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述α的值设置于0.05～0.2之间。

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