CN207946532U - 一种基于多个信号测量仪组成的交互式信号测量定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了提供基于多个信号测量仪组成的交互式信号测量定位系统，包括若干信号测量仪和一个服务器，信号测量仪上还设有GPS、罗盘和定向天线；所述信号测量仪用于测量被测设备发射的信号的某一个特征值，并将特征值和信号测量仪自身的GPS位置、定向天线角度发送到服务器，服务器根据接收到的信息分析定位测量被测设备。本实用新型通过将单设备信号测量、交互式网络、多点定位、逐渐逼近的相结合，形成一个准确有效的对被测设备的定位系统。本系统将大大提供高对被测设备的定位精度，缩短查找被测设备的时间，可以用于对手机、伪基站、无线发射源等众多无线信号发射装置的定位和查找。

Description

一种基于多个信号测量仪组成的交互式信号测量定位系统

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术，特别涉及一种基于多个信号测量仪组成的交互式信号测量定位系统。

背景技术

目前存在的信号源定位系统（无论是基于无线信号还是其它技术）需要至少三个信号来源或者信号接收器才能通过三边测量或者三角测量判定目标的区域。况且，该系统把整个定位空间为均匀坐标系，也就是说，无法分别和优先处理重要和非重要的区域和距离。如果重要和非重要的区域和距离无法分别和优先处理，整个范围内的定位误差是均匀的。同样会针对很多实际应用造成不利影响。

目前基于信号强弱的定位方法常用的三边测量或者三角测量主要依靠三个信号源，如果有一个或多个信号源不稳定，计算结果将出现较大误差，本实用新型采用的无线信号源越多，定位准确度越高。若某个或某些无线信号源出现大的信号误差时，本实用新型可以根据其他无线信号源的信号信息将不正常信息滤除，从而保证定位效果的可靠性。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供一种基于多个信号测量仪组成的交互式信号测量定位系统,通过将单设备信号测量、交互式网络、多点定位、逐渐逼近的相结合，形成一个准确有效的对被测设备的定位系统。本系统将大大提供高对被测设备的定位精度，缩短查找被测设备的时间，可以用于对手机、伪基站、无线发射源等众多无线信号发射装置的定位和查找。

本实用新型的技术方案是：

一种基于多个信号测量仪组成的交互式信号测量定位系统，包括若干信号测量仪和一个服务器，信号测量仪上还设有GPS、罗盘和定向天线；所述信号测量仪用于测量被测设备发射的信号的某一个特征值，并将特征值和信号测量仪自身的GPS位置、定向天线角度发送到服务器， 服务器根据接收到的信息分析定位测量被测设备。

优选的，所述被测设备发射的信号的某一个特征值，采用特定频段和特定方向的接收信号的强度。

优选的，所述定向天线用于接收被测设备发射的信号，可水平和垂直方向转动。

优选的，所述罗盘用于指示定向天线正对的不同水平方向和俯仰角。

定向天线水平和垂直方向角主要决定了信号测量仪每次测量方向的精度。当信号测量仪在原地水平旋转360°之后，信号测量仪会在水平方向指示出信号最强的方向。然后天线指向信号最强的水平方向角上，调整不同的俯仰角，测试出不同俯仰角的信号强度。在信号测量仪上面可以实时显示出不同水平和俯仰角方向及时测量值，并指示被测设备可能的位置方向。

将测量仪得到测量值上报给服务器，以及服务器下发的可能的被测设备位置方向进行多测验证测试，选择信号最大的方向向前靠近再进行测量。周而复始，直到找到被测目标设备，从而完成对被测设备的定位过程。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型将定向天线、罗盘相结合，可以更加精确的得到单个信号测量仪测试数据的准确性，提供信号特性大小、方向、GPS位置、罗盘等多个维度的测量数据。

2、通过服务器对多个信号测量仪数据的平均和修正可以极大提升定位的准确性，加快对被测设备的定位过程。

3、通过信号测量仪与服务器之间的无线数据交互，可以给信号测量仪提供更加准确和实时的被测设备位置信息。

4、将复杂的计算和修正放在服务器端，不但可以减小单测量仪性能要求，也可以降低功耗和体积等。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为单信号测量仪的定位示意图；

图2为实施例1基于多个信号测量仪组成的交互式信号测量定位系统；

图3为实施例2基于多个信号测量仪组成的交互式信号测量定位系统。

具体实施方式

本发明公开了一种基于多个信号测量仪组成的网络交互式信号测量定位系统。通过将单设备信号测量、交互式网络、多点定位、逐渐逼近的相结合，形成一个准确有效的对被测设备的定位系统。本系统将大大提供高对被测设备的定位精度，缩短查找被测设备的时间，可以用于对手机、伪基站、无线发射源等众多无线信号发射装置的定位和查找。

图1中，信号测量仪自带GPS、罗盘和定向天线。信号测量仪主要是用于测量信号的某一个特征值，例如：特定频段和特定方向的接收信号的强度。罗盘主要是指示定向天线正对的不同水平方向和俯仰角。定向天线水平和垂直方向角主要决定了信号测量仪每次测量方向的精度。当信号测量仪在原地水平旋转360°之后，信号测量仪会在水平方向指示出信号最强的方向。然后天线指向信号最强的水平方向角上，调整不同的俯仰角，测试出不同俯仰角的信号强度。在信号测量仪上面可以实时显示出不同水平和俯仰角方向及时测量值，并指示被测设备可能的位置方向。

将测量仪得到测量值上报给服务器，以及服务器下发的可能的被测设备位置方向进行多测验证测试，选择信号最大的方向向前靠近再进行测量。周而复始，直到找到被测目标设备，从而完成对被测设备的定位过程。

实施例1

在本多个信号测量仪组成的网络交互式信号测量定位系统中，每一个独立的单信号测量仪每隔一个较短的时间周期，都会通过无线网络，将自己的测量结果传回服务器，测量结果包括：本测量设备所在的GPS位置、测量到的信号特征值（例如信号强度）、以及每个测量值对应的天线水平和俯仰角角度。

如图2所示，服务器将接收到的所有单个信号测量仪所回传的测量结果进行计算，其中包括：测量设备所在的GPS位置、测量到的信号特征值（例如信号强度）、以及每个测量值对应的天线水平和俯仰角角度。将根据收到的每个单测量设备上报的被测设备的信号特征值（例如：强度），进行比较，选出水平360°和俯仰角方向上最大的测量值，以所在的GPS位置为起点,以测量最大值所在的方向画一条射线，射线的指向就是可能的被测目标设备所处的位置。如果每个单测量设备测量设备的方向都非常准确的话，这些点必然会相交于一点，这个交点就是被测目标设备所在的位置。

实施例2

如图3所示，由于所有无线电信号的测量会存在误差，以及信号反射多径等原因，每个测量设备单次测量所得到的方向角不一定是准确的，所以服务器将会将所有测量设备上报的测量到的最大信号特征值（例如：强度）所指向的方向进行平均和平滑, 得到被测设备可能的位置，再推送给单个测量设备。单个设备根据自己所在的GPS位置为起点，画一条通过服务器推送的被测设备可能位置的射线，然后逐步靠近被测设备，同时在接近被测设备的过程中，不断调整水平和垂直方向，经过所有测量设备的不停的逼近和修正。服务器向所有单个测量设备时刻推送被测设备可能目标的位置, 每个测量设备就向被测设备的可能目标移。在测量设备移动过程中，周期性上报自己的测量值，同时服务器通过计算将得到的可能的被测设备目标位置推再送给每个测量设备，单个测量设备向被测设备可能的目标位置移动进行不断测量上报，不停修正，如此反复直到找到被测目标设备。最后找到被测设备的目标位置。

本发明通过将单设备信号测量、交互式网络、多点定位、逐渐逼近的相结合，形成一个准确有效的对被测设备的定位方法。本系统将大大提供对被测设备的定位时间和精度，可以用于对手机、伪基站、无线发射源等众多无线信号发射的定位和查找。下面以寻找和定位手机为例，描述系统的工作步骤：

1、通过另外的管控设备控制手机一直按照最大功率的周期发射信号；

2、自带GPS、罗盘和定向天线的信号测量仪开机并开始测量接收到的手机信号强度。信号测量仪在原地水平旋转测量360°之后，信号测量仪会在水平方向指示出信号最强的方向。然后在固定的水平方向角上，调整不同的俯仰角，测试出不同俯仰角的信号强度。

3、同时信号测量仪上面可以实时显示出不同水平和俯仰角方向及时测量值，根据本信号测量仪得到测量值，信号测量仪逐步靠近被测设备的位置方向。同时信号测量仪在靠近目标过程中向服务器报告所有的测试数据。

4、服务器将所有信号测量仪所测量到的最大信号特征值（例如：强度）所指向的方向进行平均和平滑, 得到被测设备可能的位置，再推送给信号测量仪。

5、通过所有信号测量仪的不停的逼近和修正，最后找到被测设备的目标位置。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于多个信号测量仪组成的交互式信号测量定位系统，其特征在于，包括若干信号测量仪和一个服务器，信号测量仪上还设有GPS、罗盘和定向天线；所述信号测量仪用于测量被测设备发射的信号的某一个特征值，并将特征值和信号测量仪自身的GPS位置、定向天线角度发送到服务器， 服务器根据接收到的信息分析定位测量被测设备。

2.根据权利要求1所述的基于多个信号测量仪组成的交互式信号测量定位系统，其特征在于，所述被测设备发射的信号的某一个特征值，采用特定频段和特定方向的接收信号的强度。

3.根据权利要求2所述的基于多个信号测量仪组成的交互式信号测量定位系统，其特征在于，所述定向天线用于接收被测设备发射的信号，可水平和垂直方向转动。

4.根据权利要求2所述的基于多个信号测量仪组成的交互式信号测量定位系统，其特征在于，所述罗盘用于指示定向天线正对的不同水平方向和俯仰角。