[发明专利]基于皮尔逊相关系数的GSM基站定位方法

说明书

基于皮尔逊相关系数的GSM基站定位方法，首先将GSM所链接基站的附近区域画出网格，依据信号衰减模型，得到衰减向量L；用该向量与实际测得的信号强度向量R求相关系数r，每一个网格上的点得到一个相关系数r₁，取点x₀使得r₀为所有r₁中绝对值最接近1，则点x₀即为GSM设备的估计位置。包括如下步骤：采集基站信息，得到信号强度向量R；计算每一个点的相关系数r₁；找到点x₀使得r₀为所有r₁中绝对值最接近1，则点x₀即为GSM设备的估计位置。本方法在不添加任何硬件要求的条件下，较传统加权平均方式的基于信号强度的GSM基站定位和基于Cell‑ID的GSM基站定位相比，提高了定位精度。

技术领域

本发明涉及无线定位领域，具体涉及一种一种基于皮尔逊相关系数的GSM基站定位方法。

背景技术

GSM基站定位相比GPS等其他定位方式有定位范围广、受限小、对设备要求低等特点，通常的GSM设备不需要任何附件就能实现定位。无论是在井下人员搜救、贵重物品防丢等专业领域还是在日常的生活当中，GSM定位都发挥着重要的作用。

目前对于GSM基站定位的研究，主要分为三种：基于TA(时间提前量)的TOA或TDOA方式、基于RSSI（信号强度）的定位方式以及基于蜂窝小区号的Cell-ID（小区号）定位方式。其中基于TA的定位方式不适用于所有GSM设备，以为某些GSM设备（如安卓智能手机）无法方便地获取附近基站的TA值，在使用当中受到一定的限制。基于RSSI的定位方式的优点是适用性广，几乎所有GSM设备都可以方便地查询附近基站的信息以及RSSI值。在基于RSSI的基站定位方法中，多数都是以某种模型来描述信号强度同距基站距离间的关系，通过信号强度值来得到与基站的距离，再通过距离求解GSM设备位置，理想情况下只需要知道3个基站的位置和信号强度就能估计出GSM设备的位置。但在实际应用中，信号强度受到许多因素的影响，如基站高度不同、建筑遮挡等等，这些因素可以看做一种噪声，如何滤掉这些噪声，是实现基于信号强度的定位方式的关键问题之一。使用加权平均等方法可以在一定程度上滤除噪声，依据信号强度对基站的经纬度取加权平均数，但是信号强度与距离呈对数关系而非线性关系，这样加权消除噪声的能力不足。而小区号定位方式只能确定出GSM设备所在的小区，无法进行精确的定位。

发明内容

本发明针对上述定位方法的不足，提出了一种新颖的基于皮尔逊相关系数的基站定位方法。

根据Okumura-Hata模型，信号的衰减与距离也存在的对数关系，而从实验的经验可以得知，总体来说，RSSI与距离存在对数关系。则可以推导出，信号衰减与信号强度存在线性关系。皮尔逊相关系数能够表示两个向量间的线性相关度，其中：。