[发明专利]一种基于测量网络的无线定位系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线定位系统与方法，尤其涉及一种利用不同测量单元信号 到达时间进行定位的方法与装置。

背景技术

随着无线通讯技术的发展，特别是美国提出应急位置服务要求之后，无线定 位服务越来越受到业界关注。

按照是否需要手机的参与分类，对于收集的定位技术主要分为两种类型：需 要手机上报信息的手机定位技术以及不需要手机上报信息的手机定位技术。前者， 网络系统需要通过信令通知手机，而且需要手机主动上报有关测量信息才可以确定 手机的具体位置。如此，手机有办法了解其处于被定位状态，并且，手机也可以在 用户需要阻止被定位的前提下，通过不上报有关测量信息和上报虚假测量信息的方 法，使得自己的位置信息的隐私得到保护。对于后者，由于不需要手机的主动参与， 手机无法确定其是否处于被定位的状态，这对于手机位置的保护造成了一定的困 难。这类方法的一个典型就是基于小区号的定位方法。

按照定位参考信号分类，对于手机的定位技术主要分为三种类型：基于手机 小区号的定位、基于测量点信号/手机信号的定位以及基于卫星导航系统的定位。 其中，基于手机小区号的定位方法精度较差，基于卫星导航系统的定位方法需要额 外的设备以及成本，基于测量点信号/手机信号的定位方法基本不需要添加额外设 备而且具有中等的定位精度。

传统的基于测量点信号/手机信号的定位方法如图1所示，系统至少具有三个 测量点111～113和一部具有测量能力的手机12，测量点111～113与手机12之间 存在无线传播的信号131～133，对应测量到的信号传播时间为t1～t3。由于无线 电波的传播速度为恒定的光速c，所以手机与对应测量点的距离为di＝ti×c(i ＝1，2，……)。以对应测量点为圆心、di为半径画圆141～143，则所有得到的 圆的交点位置即为手机对应位置。手机上报其测量的测量点信号的发射—接收时延 给网络系统，则网络就可以根据这些值计算得到手机的所在位置。

在实际系统中，由于手机与测量点之间存在建筑物等的阻挡，实际存在直达 路径的可能性很小。图2示出了这一典型的情况，测量点21与手机22之间由于建 筑物23的阻挡，所以不存在理想的直达路径24。同时，由于另一个建筑物25对 于测量点信号的反射，测量点与手机之间存在信号传输的路径26。由于几何中的 “三角形两边之和大于第三边”的原理，所以按照此时的测量值得到的对应圆的半 径会大于实际值，造成位置估计的不准确。

空口监听、测量的定位方法对于定位设备而言是一种比较安全的方式，因为 这种方式是不容易被察觉的。同时，空口监听、测量的定位方法必须了解用户的大 概位置，其范围至少应该可以使定位设备可以有效解调/测量手机及其对应服务测 量点所发射的信号。假设该设备了解手机的服务小区是合理的，考虑到设备成本、 移动性和隐蔽性，基于信号到达方向角以及测量网络的方法不大可能被非法的空口 监听、测量型定位设备采用。所以，一般该类设备会采用基于信号到达时间的定位 方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于测量网络的无线定位方法和系统，利用定位 测量网络准确进行用户位置的测量，利用测量单元的位置特点可以避免非直达路径 对于位置测量的影像，利用虚拟基站技术可以获得测量单元之间的时间以及频率的 同步，进一步减少定位估计的误差。

本发明的技术方案为：本发明提出了一种基于测量网络的无线定位方法，对 待定位手机进行位置估计，该方法包括：

主测量及控制单元以及多个辅助测量单元开机并且建立该主测量及控制单元 与该辅助测量单元之间的通讯链路连接；

该主测量及控制单元按照手机接入过程接入无线通讯系统的一个小区，该主 测量及控制单元获得该无线通讯系统的时间和频率同步；

该主测量及控制单元控制该些辅助测量单元接入该无线通讯系统小区，获得 该无线通讯系统的时间和频率同步；

该主测量及控制单元与该些辅助测量单元进行GPS接收以获得单元位置；

该些辅助测量单元将自身的单元位置上报给该主测量及控制单元；

该主测量及控制单元监听该无线通讯系统小区，获得该待定位手机的空口信 令，获得该待定位手机的无线资源分配信息；

该主测量及控制单元下发该待定位手机的无线资源分配信息给该些辅助测量 单元；