[发明专利]多基站逐次逼近定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基站定位方法，尤其涉及一种多基站逐次逼近定位方法。

背景技术

随着无线通信网络和移动互联网技术的高速发展，无线定位应用技术已经进入了一个全新的阶段。无线的移动性和不确定性给移动通信、便携终端设备的发展，带来产业市场和技术挑战的同时，也为定位服务的应用扩张带来了无限商机。

传统的无线定位方法包括核心网、无线网络控制器、服务基站等部分，流程分为请求、测量、计算、上报数据等步骤。其中，核心网完成定位启动，发送无线定位请求，接收位置估计值；无线网络控制器，接收核心网的无线定位请求，完成接入层流控制，接收该定位服务的信号来波方向的请求与测量；基站与服务无线网络控制器无线连接，接收该服务无线网络控制器的时延信号测量请求，向该服务无线网络控制器发送测量结果，其定位过程为：

步骤1：核心网向网络控制器发出定位请求；

步骤2：移动终端与基站完成定位参量的测量，其中移动终端向网络控制器上报时延量请求交互，基站向网络控制器上报来波方向的测量请求交互；

步骤3：服务网络控制器经行位置估算过程；

步骤4：服务网络控制器向核心网上报位置估算结果。

目前无线定位实现移动终端位置的估算技术，普遍存在以下缺陷：

1、参与定位基站个数较少时，单独应用GSM或3G基站获取到的信号参量进行定位计算时，普遍存在NLOS误差较大时定位精度下降较快，终端移动性对该算法精度的影响较大，复杂定位环境下测量值信息获取不足等弊端。

2、复杂的通信环境中，定位信号参量的获取易受无线信号传播过程中许多因素影响。其中，信号的非可视路径传播、多径传播，引起了传播信号散射、反射现象，使得利用移动终端发送或接收获取的TOA、TDOA定位参量出现了超量时延，所测AOA并非真实的MS到基站的入射波。

3、高容量通信频带引起的网络远近效应和多址干扰，使得信号可听性受限，影响了基于时间定位系统的时间粗捕获和延时锁相环的测量。在这种情况下，如果采用基于LOS的位置估计算法，其所求定位精度必然降低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种多基站逐次逼近定位方法，实现了移动终端的三维定位并且提高了移动终端的定位精度。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种多基站逐次逼近定位方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、获得M+N个有效的定位信号参量，其中M个移动终端的到达时间差TDOA的测量值个数为M，且该移动终端的到达角度AOA的测量值个数为N，M、N均为大于零的整数，且(N-1)+M≥3；

S2、从该M+N个有效的定位信号参量中选取个定位信号参量，根据该个定位信号参量计算获得移动终端的l个位置估计值P_v(x_v，y_v，z_v)，从而形成由该l个位置估计值P_v(x_v，y_v，z_v)构成的三维目标区域，其中z_v表示移动终端的高度信息，且v≥2，l为大于零的整数；

S3、采用逐次逼近定位方法，从该三维目标区域中确定该移动终端的最佳位置估计值。由此，实现了移动终端的三维定位并且采用逐次逼近定位方法提高了移动终端的定位精度。

所述步骤S1采用地理信息系统GIS定义的前哨功能SF函数对定位信号参量进行非视距识别，从而获得有效的定位信号参量，其中根据该到达时间差TDOA可以确定该基站与移动终端之间的距离d且根据该到达角度AOA可以确定θ：

设定一个基站与移动终端之间的距离为d_A，另一个基站与移动终端之间的距离为d_B，两基站之间的距离为d_AB，如果成立，则表示该定位信号参量处于可视路径传播LOS条件下，该定位信号参量为有效的定位信号参量，否则表示该定位信号参量处于非可视路径传播NLOS条件下，该定位信号参量为无效的定位信号参量。由此，本发明减小了非可视路径传播因素的影响，有利于提高移动终端的定位精度。

所述步骤S2采用TDOA/AOA最小二乘混合定位方法计算获得移动终端的多个位置估计值P_v(x_v，y_v，z_v)，具体由以下步骤组成：