[发明专利]无线微功率网络定位系统及其定位方法

说明书

本申请是申请号为200610022177.7、申请日为2006年11月2 日、发明名称为“无线微功率网络定位系统及其定位方法”的中国 发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及定位技术，特别涉及一种无线微功率网络定位技术 及其定位方法。

背景技术

定位技术到目前为止，都是采用的无线信号定位的方法。现有 定位系统，基本上可以分为以GPS为代表的定位系统和以移动通信 网络为代表的无线网络(包括GSM、CDMA网络)定位系统。

GPS定位技术：

被定位物体通过与之相连的GPS接收终端，同时接收四颗(至 少三颗)GPS卫星发射的定位信号，计算出该物体所处的经纬度和 高度坐标(X，Y，Z)而实现定位。这种X，Y，Z位置坐标信息， 在一般实际应用中，必须与电子地图配合使用，而且，往往还需要 转换为我们所熟悉的地理位置信息，例如街道名称，具体参考地点 等，才能真正方便使用。在对移动目标，例如车辆定位时，还需要 将所算出位置信息，通过现有移动通信网络，传给控制中心，才能 真正到达定位的目的——对车辆的管理、监控。就移动目标定位而 言，GPS定位系统至少需要GPS卫星、GPS接收机、移动通信网 络、移动通信终端(GMS或CDMA收发模块)及控制中心才能实 现。GPS定位系统的缺点，除了建立定位系统的成本及运营成本高 以外(包括移动网络使用费)，它的使用在城市中还受到极大的限 制。因为使用GPS设备的重要前提之一，是GPS接收机与卫星之 间有直射路径，而GPS信号在建筑物密集的城区及建筑物内部存在 信号接收盲区。另外GPS定位还要受到多径效应和许多其他因素的 影响，包括初始定位信号捕获时间较长等(通常为0.5～15min)。 现场实验表明，在高楼林立的城市，安装GPS接收机的公交车辆， 能够正常接收GPS定位信号的概率大约为70％左右。在一些特殊 场合，如钢筋混凝土建筑物内、地下室或矿井中，则完全收不到 GPS信号。

移动通信网络定位技术：

基于移动通信网络的定位技术，除了要对现有移动网络的布 局，网络基站和移动终端的软件和硬件做较大的改变外，它的使用， 还要受到城市中非视距传播、多径效应和多址干扰等因素的极大影 响。在网络布局上，一般要求移动终端，能够同时与3个或3个以 上基站，进行直接通信，通过各种复杂的测距、测向来确定移动终 端的位置。而现有移动通信网络，主要考虑的是语音通信，因而， 很难满足定位的要求。

综上所述，现有定位技术和方法的主要缺点是，结构复杂，投 资大，运营费用高，不能在城市，或矿山井下等复杂的环境条件下工 作，因而不能满足许多实际应用的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有定位系统结构复 杂，成本高，运营费用高，使用场合受限的缺点，提供一种不依赖 于GPS和现有移动通信网络的，无线微功率网络定位系统及其定位 方法。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：通过组建一个由 若干个具有固定位置，可以与控制中心计算机进行通信的无线微功 率收发机组成的网络，以及安装在需要定位的可移动目标上的无线 微功率收发机，组成的无线微功率网络定位系统，利用网络节点和 可移动目标的收发机的发射功率，接收灵敏度以及接收信号强度与 传输距离之间的关系，再利用已知的网络节点的位置，来实现对可 移动目标的定位；并利用同一个网络，实现可移动目标位置信息以 及其它控制信息的传输。

网络中每一个具有固定位置的无线微功率收发机，被称为一个 网络节点，安装在需要定位的可移动目标上的无线微功率收发机， 被称为移动目标；所述网络节点通过有线或无线的方式与控制中心 相连接以传输信息，其连接方式可以采用星状，树状，网状等多种 方式；所述网络与控制中心的计算机系统相联接；所述网络节点与 移动目标之间通过无线通信方式连接；所述计算机系统存储有网络 节点的地址，移动目标的身份识别信息以及网络管理软件；所述无 线收发机由具有完整的无线发射和接收功能的集成电路芯片构成， 它们也可以只具有单一的无线发射或接收的功能，它们的发射功 率，满足当地政府的相关规定限制；当所述网络为Zigbee网络时， 这些网络节点就是Zigbee网络的FFD；移动目标就是Zigbee网络 的RFD。

采用上述无线微功率网络定位系统的定位方法有下面几种：