專利名稱：移動(dòng)臺(tái)定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種移動(dòng)通信系統(tǒng)中的移動(dòng)臺(tái)的 定]立方法。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通信技術(shù)的普及與發(fā)展，無線定位技術(shù)也日益受到關(guān)注，現(xiàn)有技
術(shù)中常用的一種定位方式是TDOA ( Time Difference of Arrival,到達(dá)時(shí)間差) 定位方式，其將MS ( Mobile Station,移動(dòng)臺(tái))的無線信號(hào)傳輸至兩個(gè)BS (Base Station,基站)之間的TDOA，換算成MS至兩個(gè)BS之間的距離差，并根據(jù) 該距離差、以這兩個(gè)基站為焦點(diǎn)估丈雙曲線，兩對(duì)以上的雙曲線的交點(diǎn)即為該 MS的定位位置。
在現(xiàn)有技術(shù)中的TDOA定位方式中，包括有Chan算法、泰勒序列展開法、 以及Fang算法等定位方式，其中，F(xiàn)ang算法通過TDOA轉(zhuǎn)換而成的移動(dòng)臺(tái)至 其中兩個(gè)基站的距離差、以及各基站的位置坐標(biāo)，針對(duì)三個(gè)基站建立二次方程， 并通過求解二次方程的根來實(shí)現(xiàn)定位，相比較Chan算法對(duì)TDOA誤差服從零 均值的高斯分布的依賴性、以及泰勒序列展開法對(duì)收斂性的依賴性，可以較好 地實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)臺(tái)的定位，然而，由于Fang算法定位方式必須依賴于所建立的 TDOA模型下的二次方程有實(shí)根，在所建立的二次方程沒有實(shí)根的情況下，則 無法對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行定位。此外，在這種Fang算法的定位方式中，只需利用到三 個(gè)基站的相關(guān)信息，而處于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動(dòng)臺(tái)，通常會(huì)與一個(gè)尋呼 區(qū)內(nèi)的多個(gè)基站進(jìn)行通信，因而這種Fang算法定位方式無法充分利用到其他基 站的相關(guān)信息進(jìn)行定位，影響定位性能。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種移動(dòng)臺(tái)的定位方法，其可以有效利用各個(gè)基站的信息，提高對(duì)移動(dòng)臺(tái)定位的準(zhǔn)確性。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 一種移動(dòng)臺(tái)定位方法，包括步驟
從移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取測量報(bào)告信息，并根據(jù)所述測量報(bào)告信息獲 取TDOA值；
采用改進(jìn)的Fang算法對(duì)所述TDOA值進(jìn)行定位估計(jì)，獲得移動(dòng)臺(tái)的第一 組估計(jì)位置；
從所有估計(jì)位置中選擇得到所述移動(dòng)臺(tái)的最終定位估計(jì)位置，所述所有估 計(jì)位置包括所述第一組估計(jì)位置組中的各估計(jì)位置；
所述改進(jìn)的Fang算法包括
對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的坐標(biāo)系進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，使第 一基站位于轉(zhuǎn)換后的新坐標(biāo) 系中的原點(diǎn)，第二基站位于所述新坐標(biāo)系的第一坐標(biāo)軸上；
根據(jù)所述TDOA值，以及各所述基站在所述新坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)，建立 曲線方程組并將該曲線方程組變換為線性方程組；
采用最小二乘法對(duì)所述線性方程組進(jìn)行求解，獲得位于所述新坐標(biāo)系中的 一組估計(jì)位置，并對(duì)該組估計(jì)位置進(jìn)行逆坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得估計(jì)位置組。
根據(jù)本發(fā)明的定位方法，在獲取得到TDOA值后，對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的坐標(biāo) 系進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，使得其中一個(gè)基站位于轉(zhuǎn)換后的新坐標(biāo)系的原點(diǎn)、其中另一 個(gè)基站位于轉(zhuǎn)換后的新坐標(biāo)系的第一坐標(biāo)軸上，例如X軸，根據(jù)轉(zhuǎn)換后的新坐 標(biāo)系，可以將根據(jù)TDOA值所建立的曲線方程組進(jìn)行簡化變換為線性方程組， 由于經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后所得到的方程組為線性方程組，因此，可以針對(duì)該線性方程 組采用最小二乘法來進(jìn)^f亍求解，以獲得移動(dòng)臺(tái)的一組估計(jì)位置，然后即可從該 組估計(jì)位置中分析選擇出移動(dòng)臺(tái)的最終定位位置。從而，本發(fā)明通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 并將根據(jù)TDOA值所建立的曲線方程組簡化變換為線性方程組，可以充分有效 利用各個(gè)基站的信息來采用最小二乘法來求解出移動(dòng)臺(tái)的各個(gè)可能的位置，提 高定位的準(zhǔn)確性。


圖1是本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)定位方法實(shí)施例一的流程示意圖； 圖2是本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)定位方法實(shí)施例二的流程示意圖； 圖3是本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)定位方法實(shí)施例三的流程示意圖； 圖4是本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)定位方法實(shí)施例四的流程示意圖； 圖5是本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)定位方法實(shí)施例五的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一
參見圖l所示，是本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)定位方法實(shí)施例一的流程示意圖。
如圖1所示，本實(shí)施例中的移動(dòng)臺(tái)定位方法包括步驟
步驟S101:從移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取測量報(bào)告信息，并根據(jù)所述測量報(bào) 告信息獲取TDOA值，進(jìn)入步驟S102;
步驟S102:采用本發(fā)明改進(jìn)的Fang算法對(duì)所述TDOA值進(jìn)行定位估計(jì)， 獲得移動(dòng)臺(tái)的估計(jì)位置組，進(jìn)入步驟S103;
步驟S103:對(duì)所有的估計(jì)位置進(jìn)行判別，從這些所有的估計(jì)位置中得到一 個(gè)最恰當(dāng)?shù)亩ㄎ还烙?jì)位置，并將該最恰當(dāng)?shù)亩ㄎ还烙?jì)位置確定為最終定位位置， 其中，這里所述的所有的估計(jì)位置包括上述估計(jì)位置組中的所有估計(jì)位置，可 以根據(jù)定位準(zhǔn)確率的判別法則從這些所有的估計(jì)位置中得到所述最終定位位 置。
其中，上述步驟SIOI中的測量報(bào)告信息，包括TOA等信息，該測量報(bào)告 信息可以是各運(yùn)營商已經(jīng)測量得到的測量報(bào)告信息，本發(fā)明方案可直接從移動(dòng) 通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取，例如從移動(dòng)運(yùn)營商的OMC-R (基站子系統(tǒng)操作維護(hù) 中心)、或者是BSC (基站控制器)獲取，上述TDOA測量值、以及測量報(bào)告 信息的具體測量方式與本發(fā)明無關(guān)。
7此外，上述步驟S101中根據(jù)測量報(bào)告信息所獲取的TDOA值可以是將測
上述步驟S102中所述的本發(fā)明改進(jìn)的Fang算法，是本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有的Fang 算法進(jìn)行改進(jìn)后的定位方式，經(jīng)本發(fā)明改進(jìn)后的Fang算法包括步驟
對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的坐標(biāo)系進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，使其中的一個(gè)基站位于轉(zhuǎn)換后的 新坐標(biāo)系中的原點(diǎn)，使其中的另 一個(gè)基站位于所述新坐標(biāo)系的第 一坐標(biāo)軸上， 其他的各個(gè)基站的位置坐標(biāo)根據(jù)上述轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換；
根據(jù)所述TDOA值，以及各所述基站在所述新坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)，建立 曲線方程組并將該曲線方程組變換為線性方程組；
采用最小二乘法對(duì)所述線性方程組進(jìn)行求解，獲得位于所述新坐標(biāo)系中的 一組估計(jì)位置，并對(duì)該組估計(jì)位置進(jìn)行逆坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得位于移動(dòng)通信系統(tǒng)的 原坐標(biāo)系中的估計(jì)位置組。
以下針對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法進(jìn)行詳細(xì)闡述。
在現(xiàn)有技術(shù)中的Fang算法中，是針對(duì)三個(gè)基站，建立方程來求解出對(duì)應(yīng)的 移動(dòng)臺(tái)的位置坐標(biāo)。
假設(shè)同時(shí)針對(duì)N個(gè)基站進(jìn)行定位，記移動(dòng)臺(tái)的位置坐標(biāo)為(x,力，基站/(其 中/為整數(shù))的位置坐標(biāo)為(《，K),則移動(dòng)臺(tái)與該基站/之間的距離為
A=V"-x)U (z、l,A,iV) (1)
記移動(dòng)臺(tái)到基站/與到基站1的距離差為
丄,H (2)
其中，丄,可通過移動(dòng)臺(tái)到基站/與基站1之間的TDOA值乘以電磁波傳播 速度得到，為常數(shù)。
則將上述式(1)代入式(2)，并取平方，從而可以得到取;=2、 3.......N，從而可以得到N-1個(gè)類似于上述式(3)中的方程所組
成的方程組，針對(duì)該方程組，當(dāng)N=3時(shí)，方程數(shù)為2個(gè)，且未知變量也為2個(gè)， 從而可以直接進(jìn)行求解，但是由于是二次方程，求解效率較低，尤其是在方程 的沒有實(shí)根的情況下，無法對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行定位，同時(shí)由于只需應(yīng)用其中三個(gè)基 站的信息，無法應(yīng)用到其他的基站的信息，定位效率較低；當(dāng)N大于3時(shí)，由 于方程數(shù)大于未知變量數(shù)，為超定方程組，可采用最小二乘法來求出最好地接 近全部行的解，然而，含有二次項(xiàng)的超定方程組是無法直接應(yīng)用最小二乘法來 求解的。因此，將《也視為一個(gè)變量，在上述式(3)中取;=1,可得到
_ 2Z!;c + jc2 + lf — 2!^少+ y2 ^(A+及i)2 (4 )
用式(4)減去式(3)，此時(shí)，由于Z^0，從而可以得到
X,2 + lf + 2(《-X》x + 2(《 - 《)y - X, - }f = I,2 + 2Z,《 (5 )
針對(duì)上述式(5)中的方程，由于《是一個(gè)有關(guān)于x與y的二次方的變量， 仍然無法直接應(yīng)用最小二乘法進(jìn)行求解。因此，本發(fā)明可在該式(5)的基礎(chǔ)上， 對(duì)Fang算法進(jìn)行改進(jìn)。
本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法，可以利用三個(gè)以上的基站來實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)臺(tái)的定 位，出于方便計(jì)算的目的，本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法首先進(jìn)行坐標(biāo)平移和旋轉(zhuǎn) 變換，使得經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后，基站l位于轉(zhuǎn)換后的新坐標(biāo)系的原點(diǎn)，基站2位 于轉(zhuǎn)換后的新坐標(biāo)系的X軸上。假設(shè)轉(zhuǎn)換前的原坐標(biāo)系記為xy坐標(biāo)系，轉(zhuǎn)換
后的新坐標(biāo)系為X少坐標(biāo)系，新坐標(biāo)系的原點(diǎn)在原坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(g，/7)，旋
轉(zhuǎn)角度為a ，從而新舊坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系可如下所示
cos a —sina sin acos a
+
(6)
經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后，各基站的位置坐標(biāo)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換為基站l(O，O)、基站 2(Z2，0)、基站3(Z3,j;')，……從而，上述式(5)可以簡化為
《2 +《2 - 2C -=丄,2 + 2Z:! ( 7 )在上述式(7)中分別取;=2與/=3，從而可以得到 X/2 - 2X，'x =二2 +2以
(8)
1
"5
X3'2 + 73'2 — 2Z3 x' - 2《少'=丄32 + 2Z3i
從上述式(8)中消去《，可以得到
(z22 +2Z2';c' _z2'2)￡3 /丄2 + jt3'2 +:r3'2 —2;r3'x _z32j/y3. (9)
由此可見，上述式(9)是一個(gè)含有變量x與少的線性方程，才艮據(jù)如上所述， 針對(duì)基站l、 2、 3可得到上迷式(9)中的方程，以此類推，針對(duì)基站2、 3、 4, 也可以得到一個(gè)類似于上述式(9)中的線性方程，如此類推下去，直到針對(duì)基 站N-2、 N-l、 N也計(jì)算得出一個(gè)線性方程，此時(shí)，可以得到一個(gè)如下所示的線 性方程組
+ ^少'=q
(10)
a2x' + 62_y' = c2
M
此時(shí)，上述方程組(10)是一組線性方程組，隨后即可以采用標(biāo)準(zhǔn)的最小
二乘法進(jìn)行求解，得出最接近滿足各行的解(x，y),這一組解是位于轉(zhuǎn)換后的新 坐標(biāo)系中的解的坐標(biāo)，根據(jù)上述式(6)對(duì)該組新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)進(jìn)行逆變換操 作，即可得到移動(dòng)臺(tái)在原坐標(biāo)系中的一組估計(jì)位置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法，其充分利用了三個(gè)基站以上的 全部基站的信息，從而可以根據(jù)該些全部基站的位置信息進(jìn)行綜合定位，提高 定位精度，提高移動(dòng)臺(tái)定位的準(zhǔn)確性。
在獲得上述估計(jì)位置組之后，即可根據(jù)定位準(zhǔn)確率的判別法則從上述估計(jì) 位置組中的各個(gè)估計(jì)位置中選擇判斷出最接近于移動(dòng)臺(tái)的真實(shí)值、最恰當(dāng)?shù)亩?位估計(jì)位置，并將該最恰當(dāng)?shù)亩ㄎ还烙?jì)位置設(shè)為移動(dòng)臺(tái)的最終定位位置進(jìn)行輸 出。如均方誤差MSE (Mean Square Error)與CRLB ( Cramer-Rao Lower Bound, 克拉美-羅下限)判別方式、圓誤差概率判別方式、幾何精度因子判別方式、累 計(jì)分布函數(shù)判別方式等等，具體的分析判別方式可以與現(xiàn)有技術(shù)中的相同，在 此不予詳加贅述。
實(shí)施例二
參見圖2所示，是本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)定位方法實(shí)施例二的流程示意圖，在本 實(shí)施例中，與上述實(shí)施例一 中的不同之處主要在于，其還從網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取TDOA 測量值，并根據(jù)測量報(bào)告信息、TDOA測量值進(jìn)行NLOS識(shí)別、模型調(diào)校等相 關(guān)處理操作后獲得TDOA估計(jì)值，并根據(jù)該TDOA估計(jì)值進(jìn)行定位。
如圖2所示，本實(shí)施例中的移動(dòng)臺(tái)定位方法包括步驟
步驟S201:從移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取測量報(bào)告信息以及TDOA測量值， 其中，該測量報(bào)告信息包括有TOA值、TA (Timing Advance,時(shí)間提前量) 值、路損PL值、信號(hào)強(qiáng)度、功率強(qiáng)度等信息，進(jìn)入步驟S202;
步驟S202:根據(jù)所述測量報(bào)告信息、所述TDOA測量值進(jìn)行相關(guān)的操作 處理獲得移動(dòng)臺(tái)與基站之間的TDOA估計(jì)值，進(jìn)入步驟S203;
步驟S203:根據(jù)所述TDOA估計(jì)值，采用上述本發(fā)明改進(jìn)的Fang算法進(jìn) 行定位估計(jì)，獲得第一組估計(jì)位置，進(jìn)入步驟S204;
步驟S204:根據(jù)定位準(zhǔn)確率的判別法則，對(duì)所有的估計(jì)位置進(jìn)行判別，從 這些所有的估計(jì)位置中得到一個(gè)最恰當(dāng)?shù)亩ㄎ还烙?jì)位置，并將該最恰當(dāng)?shù)亩ㄎ?估計(jì)位置確定為最終定位位置，其中，這里所述的所有的估計(jì)位置包括上述第 一組估計(jì)位置中的所有估計(jì)位置。
其中，在上述步驟S201中，所獲得的TDOA測量值，可以是根據(jù)現(xiàn)有技 術(shù)中的TDOA測量方式已經(jīng)測得的測量值，本發(fā)明方案可直接從移動(dòng)通信系統(tǒng) 的網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲得該TDOA測量值即可。此外，上述步驟S201中的測量報(bào)告信息，包括TOA、 TA( Timing Advance, 時(shí)間提前量)、路損PL、信號(hào)強(qiáng)度、功率控制等信息，該測量報(bào)告信息可以是 各運(yùn)營商已經(jīng)測量得到的測量報(bào)告信息，本發(fā)明方案可直接從移動(dòng)通信系統(tǒng)的 網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取，例如從移動(dòng)運(yùn)營商的OMC-R (基站子系統(tǒng)操作維護(hù)中心)、或者 是BSC (基站控制器)獲取，上述TDOA測量值、以及測量報(bào)告信息的具體測 量方式與本發(fā)明無關(guān)，不在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
此外，在上述步驟S202中，在根據(jù)所述測量報(bào)告信息、TDOA測量值進(jìn) 行相關(guān)的操作處理獲得移動(dòng)臺(tái)與基站之間的TDOA估計(jì)值時(shí)，具體的操作處理 方式可以是
識(shí)別移動(dòng)臺(tái)與基站之間的傳輸是否為NLOS,如果是NLOS,則基于所述 測量報(bào)告信息進(jìn)行模型調(diào)校，并根據(jù)調(diào)教后的信道模型進(jìn)行時(shí)延估計(jì)，針對(duì) NLOS進(jìn)行進(jìn)一步的處理操作來消除NLOS獲得上述TDOA估計(jì)值，如果不是 NLOS，即如果判定為是LOS,則可直接將上述TDOA測量值設(shè)定為所述TDOA 估計(jì)值。
在識(shí)別移動(dòng)臺(tái)與基站之間的傳輸是否為NLOS時(shí)，可以根據(jù)上述測量報(bào)告 信息采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的判別方式進(jìn)行判別，例如wylie識(shí)別法、殘差分析 判別法等等。
以殘差分析判別法為例，在識(shí)別移動(dòng)臺(tái)與基站之間的傳輸是否為NLOS時(shí)， 具體的方式可以是
首先假設(shè)移動(dòng)臺(tái)與基站之間為LOS傳輸，并根據(jù)所述TDOA測量值獲得 該TDOA測量值對(duì)應(yīng)的TDOA距離值，并根據(jù)測量報(bào)告信息中的TOA、 TA、 PL等參數(shù)對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行定位估計(jì)，計(jì)算移動(dòng)臺(tái)的估計(jì)位置；
以每種組合下的移動(dòng)臺(tái)的估計(jì)位置作為參考位置，結(jié)合所述TDOA距離 值，分別計(jì)算TDOA殘差，并將計(jì)算出的TDOA殘差作為4又值賦給該組合內(nèi) 的各個(gè)基站；針對(duì)每一個(gè)基站，將該基站在各種組合下的權(quán)值進(jìn)行累加，將累加所得的
結(jié)果作為該基站的最終權(quán)值；
隨后對(duì)各基站的最終權(quán)值進(jìn)行排序，將權(quán)值大的各個(gè)基站判定為該些基站 與移動(dòng)臺(tái)之間為NLOS傳播，例如，將排列在前的、預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的具有較大權(quán)值 的各個(gè)基站判定為與移動(dòng)臺(tái)之間的傳輸為NLOS傳播，或者是，預(yù)先設(shè)定一個(gè) 預(yù)設(shè)權(quán)值，當(dāng)某個(gè)基站的最終權(quán)值大于該預(yù)設(shè)權(quán)值時(shí)，則判定該基站與移動(dòng)臺(tái) 之間的傳輸為NLOS傳播，或者是，在得到這些基站的最終權(quán)值之后，也可以 采用其他的確定方式來判定各基站與移動(dòng)臺(tái)之間是否為NLOS傳播。
其中，由于測量報(bào)告信息包括了移動(dòng)臺(tái)與各個(gè)基站之間的相關(guān)信息，所包 含的信息類型更為全面，因此，根據(jù)測量報(bào)告信息結(jié)合TDOA測量值來識(shí)別移 動(dòng)臺(tái)與基站之間是否為NLOS傳播更為全面。
當(dāng)判定結(jié)果為移動(dòng)臺(tái)與基站之間為NLOS傳播時(shí)，則需要根據(jù)測量報(bào)告信 息對(duì)預(yù)設(shè)的信道傳播模型進(jìn)行調(diào)校,對(duì)該信道傳播模型中的某些參數(shù)進(jìn)行修正， 使調(diào)校修正后的信道傳播4莫型更貼近于當(dāng)前的無線傳^燔環(huán)境，以更為準(zhǔn)確地對(duì) 移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行定位，其中，預(yù)設(shè)的信道傳播模型可以是采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的無 線傳播模型。在根據(jù)測量報(bào)告信息對(duì)信道傳播模型進(jìn)行調(diào)校時(shí)，根據(jù)所選用的 信道傳播模型的不同，所需要應(yīng)用到的測量報(bào)告信息中的相關(guān)信息也有所不同， 例如，對(duì)于COST-231-Hata模型，該模型中包括了路損PL、發(fā)射功率、以及 MS和BS之間的距離等參數(shù)，如果所選用的是該模型，則需要根據(jù)測量報(bào)告信 息中的路損PL、發(fā)射功率、TOA等信息進(jìn)行模型調(diào)校；對(duì)于COST-259模型， 該模型中的延時(shí)擴(kuò)展是基于實(shí)際測量數(shù)據(jù)，對(duì)于不同的信道環(huán)境，信道傳播模 型中所選擇的模型參數(shù)也有所不同，此時(shí)，可以根據(jù)信道傳播模型中所選擇的 模型參數(shù)，選擇測量報(bào)告信息中的對(duì)應(yīng)的相關(guān)信息來進(jìn)行模型調(diào)校；而對(duì)于仿 真信道功率衰落中的Okumura-Hata公式而言，該公式中則是包括有發(fā)射和接收 功率、信道環(huán)境參數(shù)、陰影衰落、MS和BS之間的距離等參數(shù)。因此，所需要 應(yīng)用到的測量報(bào)告信息中的相關(guān)信息的類型，根據(jù)所選用的信道傳播模型的不同有所差異。
在選定了所使用的信道傳播模型、確定了模型調(diào)4交時(shí)的相關(guān)參數(shù)之后，具 體的調(diào)校方式可以參見現(xiàn)有技術(shù)中的調(diào)校方式，在此不予多加贅述。
由于測量報(bào)告信息包括了移動(dòng)臺(tái)與各個(gè)基站之間的相關(guān)信息，且所包含的 信息類型更為全面，因此，根據(jù)測量報(bào)告信息進(jìn)行的信道傳播^t型調(diào)?？梢跃C 合地可慮各種信息來全面地對(duì)信道傳播模型進(jìn)行調(diào)校，以更為真實(shí)地反應(yīng)無線
傳播環(huán)境，從而為更準(zhǔn)確地計(jì)算出TDOA估計(jì)值、提高移動(dòng)臺(tái)定位的準(zhǔn)確性奠
定了基礎(chǔ)。
隨后，即可根據(jù)調(diào)校后的信道傳播模型做進(jìn)一步的時(shí)延估計(jì)，計(jì)算出TDOA 估計(jì)值，其基本的方式可以是
模擬通過信道的物理幀進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算獲得TDOA時(shí)延估計(jì)，考察NLOS誤 差的統(tǒng)計(jì)特性，例如可以通過計(jì)算出的NLOS傳播的距離值與真實(shí)距離之間的 差值的均值或者方差等來判斷統(tǒng)計(jì)特性等等，并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)測量誤差標(biāo)準(zhǔn)差的先 驗(yàn)信息、距離測量值的時(shí)間歷史信息等等尋找判斷出NLOS誤差與真實(shí)測量參 數(shù)之間的關(guān)系，從而可以根據(jù)NLOS誤差與真實(shí)測量參數(shù)之間的關(guān)系消除 NLOS誤差，并計(jì)算出TDOA估計(jì)值。
其中，需要說明的是，出于筒便的目的，上述過程中是以先識(shí)別判斷出是 否為NLOS,再針對(duì)NLOS的情況下進(jìn)行模型調(diào)校進(jìn)行說明，實(shí)際上，自然環(huán) 境等無線傳播環(huán)境并非理想狀態(tài)下的直線傳輸，通常情況下的無線傳播都是 NLOS傳播，因此，識(shí)別NLOS的過程與信道模型調(diào)校的過程實(shí)際上是相輔相 成的過程，識(shí)別NLOS時(shí)可能需要應(yīng)用到模型調(diào)校的相關(guān)技術(shù)手段，并通過模 型調(diào)校來估計(jì)出TDOA估計(jì)值。
其中，在該步驟S202中，在通過模型調(diào)校獲得初始的TDOA估計(jì)值后， 還可以判斷參數(shù)估計(jì)是否合理，例如判斷模型調(diào)校的參數(shù)、NLOS判別參數(shù)、 TDOA估計(jì)參數(shù)等等，具體的判斷參數(shù)估計(jì)的方式可以是采用現(xiàn)有技術(shù)中的判 別方式，如果不合理，則可以返回重新進(jìn)行模型調(diào)校，也可以是在當(dāng)前調(diào)教后的估計(jì)結(jié)果的基礎(chǔ)上重新進(jìn)行模型調(diào)校，如果合理，則進(jìn)入步驟S203中的定 位步驟。
如上所述，在得到TDOA估計(jì)值后，即可根據(jù)該些TDOA估計(jì)值、以及 各基站的位置坐標(biāo)，采用上述本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法進(jìn)行定位估計(jì)，獲得一 組估計(jì)位置，稱為第一組估計(jì)位置，具體的定位估計(jì)過程可參見上述實(shí)施例一 中對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法的說明，在此不予贅述。
在獲得上述第一組估計(jì)位置之后，即可根據(jù)定位準(zhǔn)確率的判別法則從上述 第 一組估計(jì)位置中的各個(gè)估計(jì)位置中選擇判斷出最接近于移動(dòng)臺(tái)的真實(shí)值、且 最恰當(dāng)?shù)亩ㄎ还烙?jì)位置，并將該最恰當(dāng)?shù)亩ㄎ还烙?jì)位置設(shè)為移動(dòng)臺(tái)的最終定位 位置進(jìn)行輸出。
如均方誤差MSE (Mean Square Error)與CRLB ( Cramer-Rao Lower Bound, 克拉美-羅下限)判別方式、圓誤差概率判別方式、幾何精度因子判別方式、累 計(jì)分布函數(shù)判別方式等等，具體的分析判別方式可以與現(xiàn)有技術(shù)中的相同，在 此不予詳加贅述。
根據(jù)上述本實(shí)施例中的移動(dòng)臺(tái)的定位方法，其是基于測量報(bào)告信息、TDOA 測量值識(shí)別移動(dòng)臺(tái)與基站之間的傳輸是否為NLOS，并針對(duì)NLOS傳播的情況 進(jìn)行模型調(diào)校、消除NLOS、獲得TDOA估計(jì)值，然后采用本發(fā)明的改進(jìn)的Fang 算法對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行定位，由于測量報(bào)告信息所包含的信息內(nèi)容較多，在進(jìn)行模 型調(diào)校時(shí)可以充分地綜合考慮各個(gè)類型的信息進(jìn)行模型調(diào)校，調(diào)校所得的信道 傳播模型也更接近于實(shí)際的無線傳播環(huán)境，以有效地消除NLOS的影響，為有 效提高移動(dòng)臺(tái)定位的準(zhǔn)確性提供了基礎(chǔ)，此外，本發(fā)明還針對(duì)所獲得的TDOA 估計(jì)值通過采用本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法進(jìn)行定位估計(jì)，不^f又簡化了定位計(jì)算 的復(fù)雜性，而且可以充分利用全部基站的信息來綜合地對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行定位，提高了對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行定位的準(zhǔn)確性。
本實(shí)施例中的其他技術(shù)特征與上述實(shí)施例一中的相同，在此不予贅述。
實(shí)施例三
參見圖3所示，是本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)定位方法實(shí)施例三的流矛呈示意圖，在本 實(shí)施例中，與上述實(shí)施例二中的方案的不同之處主要在于，本實(shí)施例中還將測 量報(bào)告信息中的TOA值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的TDOA轉(zhuǎn)換值，針對(duì)該些TDOA轉(zhuǎn)換值 采用上述本發(fā)明的Fang算法進(jìn)行定位估計(jì)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，以提高移動(dòng)臺(tái)定 位的準(zhǔn)確度。
如圖3所示，本實(shí)施例中的移動(dòng)臺(tái)定位方法包括步驟
步驟S301:從移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取測量報(bào)告信息以及TDOA測量值， 其中，該測量報(bào)告信息包括有TOA值、TA值、PL值、信號(hào)強(qiáng)度、功率強(qiáng)度等 信息，進(jìn)入步驟S302;
步驟S302:根據(jù)所述測量報(bào)告信息、所述TDOA測量值進(jìn)行相關(guān)的操作 處理獲得移動(dòng)臺(tái)與基站之間的TDOA估計(jì)值，進(jìn)入步驟S303;
步驟S303:根據(jù)所述TDOA估計(jì)值，采用上述本發(fā)明改進(jìn)的Fang算法進(jìn) 行定位估計(jì)，獲得第一組估計(jì)位置，進(jìn)入步驟S304;
步驟S304:將測量報(bào)告信息中的TOA值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的TDOA轉(zhuǎn)換值，并 根據(jù)該些TDOA轉(zhuǎn)換值，采用所述本發(fā)明改進(jìn)的Fang算法進(jìn)4亍定位估計(jì)，獲 得第二組估計(jì)位置，進(jìn)入步驟S305;
步驟S305:利用數(shù)據(jù)融合技術(shù)從這些所有的估計(jì)位置中得到一個(gè)最恰當(dāng)?shù)?定位估計(jì)位置，并將該最恰當(dāng)?shù)亩ㄎ还烙?jì)位置確定為最終定位位置，其中，這 里所述的所有的估計(jì)位置包括上述第一組估計(jì)位置中的所有估計(jì)位置、以及上 述第二組估計(jì)位置中的所有估計(jì)位置。
需要說明的是，在上述流程說明中，是以先進(jìn)行步驟S303中的采用改進(jìn) 的Fang算法對(duì)TDOA估計(jì)值進(jìn)行定位估計(jì)，再進(jìn)行步驟S304中的將TOA轉(zhuǎn)換成TDOA轉(zhuǎn)換值、再采用改進(jìn)的Fang算法對(duì)該TDOA轉(zhuǎn)換值進(jìn)行定位估計(jì) 進(jìn)行說明，實(shí)際上，步驟S303與步驟S304中的兩種定位方式是沒有先后的執(zhí) 行順序，既可以是采用上述流程中所描述的先后定位順序，也可以是是先執(zhí)行 步驟S304中的定位方式，再執(zhí)行步驟S303中的定位方式，也可以是同時(shí)執(zhí)行 步驟S303與步驟S304中的定位方式。
其中，在上述步驟S301中，所獲得的TDOA測量值，可以是根據(jù)現(xiàn)有技 術(shù)中的TDOA測量方式已經(jīng)測得的測量值，本發(fā)明方案可直4妄/人移動(dòng)通信系統(tǒng) 的網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲得該TDOA測量值即可，TDOA測量值的具體測量方式與本發(fā)明無 關(guān)。
在獲得TDOA轉(zhuǎn)換值后，即可根據(jù)TOA轉(zhuǎn)換后所得的該些TDOA轉(zhuǎn)換值、 以及各基站的位置坐標(biāo)，采用上述本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法進(jìn)行定位估計(jì)，獲 得一組估計(jì)位置，在此稱為第二組估計(jì)位置，具體的定位估計(jì)過程可參見上述 對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法的說明，在此不予贅述。
在獲得上述第 一組估計(jì)位置以及第二組估計(jì)位置之后，即可利用數(shù)據(jù)融合 技術(shù)從上述第 一組估計(jì)位置以及第二組估計(jì)位置中的所包含的所有的估計(jì)位置 中選擇判斷出最接近于移動(dòng)臺(tái)的真實(shí)值、最恰當(dāng)?shù)亩ㄎ还烙?jì)位置，并將該最恰 當(dāng)?shù)亩ㄎ还烙?jì)位置設(shè)為移動(dòng)臺(tái)的最終定位位置進(jìn)行輸出，其中，利用數(shù)據(jù)融合 技術(shù)從這些所有的估計(jì)位置中選擇出最終定位位置時(shí)，可以是釆用現(xiàn)有技術(shù)中 的選擇判斷方式，例如可以采用上述定位準(zhǔn)確率的判別法則等等。
根據(jù)上述本實(shí)施例中的移動(dòng)臺(tái)的定位方法，其是基于測量報(bào)告信息、并釆 用本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行定位，由于測量報(bào)告信息所包含的信 息內(nèi)容較多，在進(jìn)行模型調(diào)校時(shí)可以綜合地考慮各個(gè)類型的信息進(jìn)行模型調(diào)校， 從而調(diào)校所得的信道傳播模型更接近于實(shí)際的無線傳播環(huán)境，可以有效地消除 NLOS的影響，且是針對(duì)TDOA估計(jì)值、以及TDOA轉(zhuǎn)換值，分別采用本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法進(jìn)行定位估計(jì)，并對(duì)定位估計(jì)后的估計(jì)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合, 不僅簡化了定位計(jì)算的復(fù)雜性，可以充分利用全部基站的信息，還實(shí)現(xiàn)了不同 的定位方式的數(shù)據(jù)融合，提高了對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行定位的定位精度。
本實(shí)施例中的其他技術(shù)特征與上述實(shí)施例二中的相同，在此不予贅述。 實(shí)施例4:
如圖4所示，是本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)定位方法實(shí)施例四的流程示意圖，在本實(shí) 施例中，與上述實(shí)施例三的不同之處主要在于，在采用改進(jìn)的Fang算法進(jìn)行定 位估計(jì)后，還采用最小凸閉包算法對(duì)Fang算法的定位估計(jì)位置進(jìn)行進(jìn)一步處理 操作。
如圖4所示，本實(shí)施例中的移動(dòng)臺(tái)定位方法包括步驟
步驟S401:從移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取測量報(bào)告信息以及TDOA測量值， 進(jìn)入步驟S402;
步驟S402:根據(jù)所述測量報(bào)告信息、所述TDOA測量值進(jìn)行相關(guān)的操作 處理獲得移動(dòng)臺(tái)與基站之間的TDOA估計(jì)值，進(jìn)入步驟S403;
步驟S403:根據(jù)所述TDOA估計(jì)值，采用所述本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法 進(jìn)行定位估計(jì)，獲得一組估計(jì)位置，稱為第一組初始估計(jì)位置，進(jìn)入步驟S404;
步驟S404:采用最小凸閉包算法對(duì)所述第 一組初始估計(jì)位置進(jìn)行最小凸閉 包處理，以縮小移動(dòng)臺(tái)所在的區(qū)域，并將最小凸閉包處理后所得到的這組估計(jì) 位置稱為第一組估計(jì)位置，進(jìn)入步驟S405;
步驟S405:將測量"t艮告信息中的TOA值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的TDOA轉(zhuǎn)換值，并 根據(jù)該些TDOA轉(zhuǎn)換值，采用所述本發(fā)明改進(jìn)的Fang算法進(jìn)行定位估計(jì)，獲 得第二組初始估計(jì)位置，進(jìn)入步驟S406;
步驟S406:采用最小凸閉包算法對(duì)所述第二組初始估計(jì)位置進(jìn)行最小凸閉 包處理，以縮小移動(dòng)臺(tái)所在的區(qū)域，并將最小凸閉包處理后所得到的這組估計(jì) 位置稱為第二組估計(jì)位置，進(jìn)入步驟S407;步驟S407:利用數(shù)據(jù)融合技術(shù)從這些所有的估計(jì)位置中得到一個(gè)最恰當(dāng)?shù)?定位估計(jì)位置，并將該最恰當(dāng)?shù)亩ㄎ还烙?jì)位置確定為最終定位位置，其中，這 里所述的所有的估計(jì)位置包括上述第一組估計(jì)位置中的所有估計(jì)位置、以及上 述第二組估計(jì)位置中的所有估計(jì)位置。
需要說明的是，在上述流程說明中，是以先進(jìn)行步驟S403與步驟S404中 的釆用改進(jìn)的Fang算法對(duì)TDOA估計(jì)值進(jìn)行定位估計(jì)、并進(jìn)行最小凸閉包處 理后，再進(jìn)行步驟S405與步驟S406中的將TOA轉(zhuǎn)換成TDOA轉(zhuǎn)換值、采用 改進(jìn)的Fang算法對(duì)該TDOA轉(zhuǎn)換值進(jìn)行定位估計(jì)、并進(jìn)行最小凸閉包處理進(jìn) 行說明，實(shí)際上，步驟S403與步驟S404中的定位方式、跟步驟S405與步驟 S406中的定位方式可以是沒有先后的執(zhí)行順序，既可以是采用上述流程中所描 述的先后定位順序，也可以是是先執(zhí)行步驟S405與步驟S406中的定位方式， 再執(zhí)行步驟S403與步驟S404中的定位方式，也可以是同時(shí)執(zhí)行上述兩種定位 方式并進(jìn)行最小凸閉包處理。
根據(jù)本實(shí)施例中的方案，在針對(duì)TDOA估計(jì)值、或者是TDOA轉(zhuǎn)換值采 用本發(fā)明改進(jìn)的Fang算法進(jìn)行定位估計(jì)獲得一組對(duì)應(yīng)的估計(jì)位置之后，還采用 最小凸閉包算法對(duì)該組估計(jì)位置進(jìn)行最小凸閉包處理，進(jìn)一步縮小移動(dòng)臺(tái)所在 的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了面定位，實(shí)現(xiàn)了對(duì)Fang算法的進(jìn)一步后續(xù)優(yōu)化，且可以筒化后 續(xù)過程中根據(jù)定位準(zhǔn)確率的判別法則進(jìn)行判別的過程，提高定位效率。
此外，還可以是僅針對(duì)上述步驟S403中所得到的第一組初始估計(jì)位置進(jìn) 行最小凸閉包處理，或者是^"又針對(duì)上述步驟S405中所得到的第二組初始估計(jì) 位置進(jìn)行最小凸閉包處理，或者是同時(shí)對(duì)所述第一組初始估計(jì)位置、所述第二 組初始估計(jì)位置進(jìn)行最小凸閉包處理，根據(jù)具體應(yīng)用需要的不同可以有所不同。
其中，本發(fā)明所采用的最小凸閉包算法，可以是采用現(xiàn)有技術(shù)中的已有方 式，例如Graham算法。具體的過程可以是首先找出上述所有估計(jì)位置中y 坐標(biāo)最小的坐標(biāo)點(diǎn)，將該點(diǎn)設(shè)置為P0,若具有最小的y坐標(biāo)的點(diǎn)的個(gè)數(shù)有多個(gè)， 則將位于最左邊的點(diǎn)作為P0;對(duì)其他的位置坐標(biāo)點(diǎn)，按逆時(shí)針相對(duì)P0的夾角 進(jìn)行排序，夾角相同的點(diǎn)則按照距離P0的距離自近至遠(yuǎn)進(jìn)行排序；隨后根據(jù)排序情況，檢查每個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，保留凸點(diǎn)，去除非凸的點(diǎn)。
本實(shí)施例中的其他技術(shù)特征與上述實(shí)施例三中的相同，在此不予贅述。
實(shí)施例五
參見圖5所示，是本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)定位方法實(shí)施例五的流程示意圖，在本 實(shí)施例中，與上述實(shí)施例四中的不同之處主要在于本實(shí)施例中的定位方法還 采用TOA定位方式或者Cell-ID定位方式進(jìn)行定位估計(jì)，最后結(jié)合三種定位方 式的定位估計(jì)位置來得到最終定位位置；或者是還同時(shí)采用TOA定位方式和 Cell-ID定位方式進(jìn)行定位估計(jì)，最后結(jié)合四種定位方式的定位估計(jì)位置來得到 最終定位位置。
如圖5所示，本實(shí)施例中的移動(dòng)臺(tái)定位方法包括步驟
步驟S501:從移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取測量報(bào)告信息以及TDOA測量值， 進(jìn)入步驟S502;
步驟S502:根據(jù)所述測量報(bào)告信息、所述TDOA測量值進(jìn)行相關(guān)的操作 處理獲得移動(dòng)臺(tái)與基站之間的TDOA估計(jì)值，進(jìn)入步驟S503;
步驟S503:根據(jù)所述TDOA估計(jì)值，采用所述本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法 進(jìn)行定位估計(jì)，獲得一組估計(jì)位置，稱為第一組初始估計(jì)位置，進(jìn)入步驟S504;
步驟S504:采用最小凸閉包算法對(duì)所述第一組初始估計(jì)位置進(jìn)行最小凸閉 包處理，以縮小移動(dòng)臺(tái)所在的區(qū)域，并將最小凸閉包處理后所得到的這組估計(jì) 位置稱為第一組估計(jì)位置，進(jìn)入步驟S505;
步驟S505:將測量報(bào)告信息中的TOA值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的TDOA轉(zhuǎn)換值，并 根據(jù)該些TDOA轉(zhuǎn)換值，采用所述本發(fā)明改進(jìn)的Fang算法進(jìn)行定位估計(jì)，獲 得第二組初始估計(jì)位置，進(jìn)入步驟S506;
步驟S506:采用最小凸閉包算法對(duì)所述第二組初始估計(jì)位置進(jìn)行最小凸閉 包處理，以縮小移動(dòng)臺(tái)所在的區(qū)域，并將最小凸閉包處理后所得到的這組估計(jì) 位置稱為第二組估計(jì)位置，進(jìn)入步驟S507;步驟S507:根據(jù)測量報(bào)告信息中的TOA值，采用TOA定位方式進(jìn)行定位 估計(jì)，獲得一組估計(jì)位置，稱為第三組估計(jì)位置，進(jìn)入步驟S508;
步驟S508:根據(jù)測量報(bào)告信息中的TA值，采用Cell-ID定位方式進(jìn)行定 位估計(jì)，獲得一組估計(jì)位置，稱為第四組估計(jì)位置，進(jìn)入步驟S509;
步驟S509:根據(jù)定位準(zhǔn)確率的判別法則進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，對(duì)所有的估計(jì)位置 進(jìn)行判別，從這些所有的估計(jì)位置中得到一個(gè)最恰當(dāng)?shù)亩ㄎ还烙?jì)位置，并將該 最恰當(dāng)?shù)亩ㄎ还烙?jì)位置確定為最終定位位置，其中，這里所述的所有的估計(jì)位 置包括上述第一組估計(jì)位置中的所有估計(jì)位置、上述第二組估計(jì)位置中的所有 估計(jì)位置、上迷第三組估計(jì)位置中的所有估計(jì)位置、以及上述第四組估計(jì)位置 中的所有估計(jì)位置。
需要說明的是，上述流程說明中的步驟S503與步驟S504中的定位方式、 步驟S505與步驟S506中的定位方式、步驟S507中的定位方式、以及步驟S508 中的定位方式這四種定位方式，并不限定于上述的先后順序，其可以是采用其 他的先后順序，還可以是沒有先后的順序，可以并行處理。
根據(jù)本實(shí)施例中的方案，相對(duì)于上述實(shí)施例四中的方案而言，本發(fā)明方案 還同時(shí)釆用了 TOA定位方式、Cell-ID定位方式進(jìn)行定位估計(jì)，并針對(duì)上述四 種定位方式的定位結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，從而，通過采用不同的定位方式分別進(jìn) 行定位估計(jì)，并針對(duì)這些不同的定位方式進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，從而可以綜合地考慮 到各種不同的信息，使最終的定位結(jié)果綜合考慮了各種因素，使定位結(jié)果更準(zhǔn)
此不予贅述。
本實(shí)施例中的其他技術(shù)特征與上述實(shí)施例四中的相同，在此不予贅述。
此外，本實(shí)施例中是還同時(shí)采用TOA定位方式、Cell-ID定位方式進(jìn)行定 位估計(jì)，并針對(duì)四種定位方式的定位結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合進(jìn)行說明，實(shí)際上，還 可以是
只是還采用步驟S507中的TOA定位方式，并針對(duì)這三種定位方式的定位 結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合；還可以是，只是還采用步驟S508中的Cell-ID定位方式，并針對(duì)這三種定 位方式的定位結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合等等。
此外，還可以是僅僅在上述步驟S503的定位方式、或者是步驟S503與步 驟S504的定位方式、或者是步驟S505的定位方式、或者是步驟S505與步驟 S506的基礎(chǔ)上同時(shí)采用上述TOA定位方式和/或Cell-ID定位方式進(jìn)行數(shù)據(jù)融 合，在此不予多加贅述。
在上述各實(shí)施例的說明中，僅僅是針對(duì)將本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法的定位 方式，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中的TOA定位方式、Cell-ID定位方式進(jìn)行數(shù)據(jù)融合進(jìn)行 說明，實(shí)際上，在采用本發(fā)明的改進(jìn)的Fang算法進(jìn)行定位的基礎(chǔ)上，還可以結(jié) 合其他的定位方式進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，在此不予多加贅述。
以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，僅是對(duì)本發(fā)明的其中幾個(gè)具體實(shí)施例的詳細(xì) 說明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所 作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種移動(dòng)臺(tái)定位方法，其特征在于，包括步驟從移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取測量報(bào)告信息，并根據(jù)所述測量報(bào)告信息獲取TDOA值；采用改進(jìn)的Fang算法對(duì)所述TDOA值進(jìn)行定位估計(jì)，獲得移動(dòng)臺(tái)的第一組估計(jì)位置；從所有估計(jì)位置中選擇得出所述移動(dòng)臺(tái)的最終定位估計(jì)位置，所述所有估計(jì)位置包括所述第一組估計(jì)位置組中的各估計(jì)位置；所述改進(jìn)的Fang算法包括對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的坐標(biāo)系進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，使第一基站位于轉(zhuǎn)換后的新坐標(biāo)系中的原點(diǎn)，第二基站位于所述新坐標(biāo)系的第一坐標(biāo)軸上；根據(jù)所述TDOA值，以及各所述基站在所述新坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)，建立曲線方程組并將該曲線方程組變換為線性方程組；采用最小二乘法對(duì)所述線性方程組進(jìn)行求解，獲得位于所述新坐標(biāo)系中的一組估計(jì)位置，并對(duì)該組估計(jì)位置進(jìn)行逆坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得估計(jì)位置組。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)臺(tái)定位方法，其特征在于所述測量報(bào)告信息包括TOA信息，所述TDOA值為將所述TOA轉(zhuǎn)換而成 的對(duì)應(yīng)的TDOA轉(zhuǎn)換值；
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)臺(tái)定位方法，其特征在于，還包括步驟從所述移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取TDOA測量值，并根據(jù)所述測量報(bào)告信 息、所述TDOA測量值進(jìn)行處理操作獲得移動(dòng)臺(tái)與基站之間的TDOA估計(jì)值；所述TDOA值為所述TDOA估計(jì)值；所述測量報(bào)告信息包括TOA、 TA、 PL、信號(hào)強(qiáng)度、功率強(qiáng)度信息。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)臺(tái)定位方法，其特征在于，還包括步驟 將所述測量報(bào)告信息中的TOA信息轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的TDOA轉(zhuǎn)換值；才艮據(jù)所述TDOA轉(zhuǎn)換值，采用所述改進(jìn)的Fang算法對(duì)所述TDOA轉(zhuǎn)換值 進(jìn)行定位估計(jì)，獲得移動(dòng)臺(tái)的第二組估計(jì)位置；所述所有估計(jì)位置還包括所述第二組估計(jì)位置中的各估計(jì)位置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)臺(tái)定位方法，其特征在于，所述根據(jù)所述測 量報(bào)告信息、所述TDOA測量值進(jìn)行處理操作獲得移動(dòng)臺(tái)與基站之間的TDOA 估計(jì)值的方式具體包括根據(jù)所述測量報(bào)告信息識(shí)別所述移動(dòng)臺(tái)與各基站之間是否具有NLOS誤差；若具有，根據(jù)所述測量報(bào)告信息進(jìn)行模型調(diào)校，并根據(jù)所述調(diào)校后的信道模型消除所述NLOS,計(jì)算出所述TDOA估計(jì)值；若不具有，則將所述TDOA測量值設(shè)定為所述TDOA估計(jì)值。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的移動(dòng)臺(tái)定位方法，其特征在于，根據(jù)所述測量報(bào) 告信息識(shí)別所述移動(dòng)臺(tái)與各基站之間是否具有NLOS誤差的方式包括wylie 識(shí)別法、殘差分析判別法。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l或4所述的移動(dòng)臺(tái)定位方法，其特征在于 在獲得所述第一組估計(jì)位置之后，還包括步驟采用最小凸閉包算法對(duì)所述第一組估計(jì)位置進(jìn)行最小凸閉包處理，并將所 述最小凸閉包處理后的各估計(jì)位置設(shè)定為所述第 一組估計(jì)位置；和/或采用最小凸閉包算法對(duì)所述第二組估計(jì)位置進(jìn)行最小凸閉包處理，并將所 述最小凸閉包處理后的估計(jì)位置組設(shè)定為所述第二組估計(jì)位置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的移動(dòng)臺(tái)定位方法，其特征在于所述最小凸閉包 算法包括Graham算法。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)臺(tái)定位方法，其特征在于，所述定位準(zhǔn)確率的判別法則包括均方誤差MSE與CRLB判別法則、或者圓誤差概率判別法 則、或者幾何精度因子判別法則、或者累計(jì)分布函數(shù)判別法則。
10、根據(jù)權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的移動(dòng)臺(tái)定位方法，其特征在于， 還包括步驟根據(jù)所述測量報(bào)告信息中的TOA,采用TOA定位方式進(jìn)行定位估計(jì)，獲 得第三組估計(jì)位置；所述所有估計(jì)位置還包括所述笫三組估計(jì)位置中的各估計(jì)位置；和/或根據(jù)所述測量報(bào)告信息中的TA，采用Cell-ID定位方式進(jìn)行定位估計(jì)，獲 得第四組估計(jì)位置；所述所有估計(jì)位置還包括所述第四組估計(jì)位置中的各估計(jì)位置。
全文摘要
一種移動(dòng)臺(tái)定位方法，根據(jù)從網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取的測量報(bào)告信息和TDOA測量獲得TDOA估計(jì)值，對(duì)TDOA估計(jì)值采用本發(fā)明改進(jìn)的Fang算法進(jìn)行定位估計(jì)后進(jìn)行最小凸閉包處理，獲得一組估計(jì)位置，對(duì)TOA轉(zhuǎn)換而成的TDOA估計(jì)值采用改進(jìn)的Fang算法進(jìn)行定位估計(jì)后進(jìn)行最小凸閉包處理，獲得一組估計(jì)位置，采用TOA定位方式、Cell-ID定位方式分別獲得一組估計(jì)位置，然后利用數(shù)據(jù)融合技術(shù)從所有的估計(jì)位置中選擇出移動(dòng)臺(tái)的最終定位位置，改進(jìn)的Fang算法是通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將根據(jù)TDOA值所建立的曲線方程組簡化為線性方程組，并采用最小二乘法來求解，本發(fā)明可充分利用各個(gè)基站的信息來求解移動(dòng)臺(tái)的位置，提高定位的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)H04B7/02GK101541079SQ20091003909
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者孫黎輝, 李炯城, 肖恒輝, 賴志堅(jiān), 鄭建飛, 陳曉民 申請(qǐng)人:廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司