[发明专利]一种基于路测数据的基站定位方法

权利要求书

1.一种基于路测数据的基站定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)数据采集，根据实际的地形地貌和周围建筑物的情况，设计有效的数据采集，尽量避免单一的直线；

(2)采样点选取，设原始采样数据为表示在t时刻点(x,y,z)所采得的第i组数据，表示在点A_m＝(x,y,z)下所有时刻的采样点的集合,对于数据筛选，首先，将采样数据点集合按地理位置分成P组不同组的数据之间均在地理上具有一定的距离λ，保证：

其中λ为采样点间的最小距离；然后通过统计方式，去除对结果影响较大的测试点，根据中心极限定理，误差服从正态分布即高斯分布；

(3)利用已知的基站和未知基站的到达时间差作为采样点的数据信息来定位未知基站的位置；在确定的区域内选择合理的方向建立三维平面坐标系，确定坐标原点和坐标轴，设定一个已知基站N和未知基站M，则已知基站的坐标为N(x₀，y₀，z₀)，未知基站的坐标为M(x，y，z),经筛选，对基站M(x，y，z)在第组数据中有效采样点数为N_Gp,每个采样点的经纬度信息可以由路测系统的GPS得到，设N_Gp个采样点的坐标分别是A₁(x₁,y₁,z₁)，A₂(x₂,y₂,z₂),……，

通过移动通信的测试仪表，在每个采样点下记录当前所能收到的所有基站发送的广播信道BCH信号，令在未知基站M(x，y，z)到达采样点i的时间信息l_t，此时间信息为相对某一基准基站的相对时间，设计基准基站为M_k(x，y，z)，其l_kt＝0.0ms，则未知基站:

根据距离公式S＝v*t列出方程式(3)：

即：

其中：

T为未知基站M(x，y，z)和已知基站N(x₀，y₀，z₀)的基站同步间隔，则认为在测试的时间段内，对于任意两个基站来说，T是一个常量，上式为三维基本坐标系的坐标值，实际采样数据为GPS采集的经纬度和海拔高度坐标，因此需要进行坐标的转换(假设在相邻点间地球曲面近似为平面)：

其中：

则有式(6)：

利用最小二乘法列出误差函数：

其中代表未知基站的的三维位置，地球半径R，取赤道半径6378188米；C是光速，取3×10⁸米/秒；T是已知基站相对未知基站的内部固有时延，方程即为满足条件的最优解，计算结果的距离误差可以由获得；

(4)计算结果选取，进行结果的筛选，然后采用误差加权的方法的出最终解。

2.根据权利要求1所述的一种基于路测数据的基站定位方法，其特征在于：

所述步骤(2)中的数据筛选步骤如下：

(2-1)设对于基站m，该点的所有采样数据统计均值为对于采样点(x,y,z)的所有采样数据求出

(2-2)遍历点(x,y,z)的所有采样数据，找出同相差较大的点，并且在采样数据中去除这些点；

(2-3)用剩余的数据重新计算均值剩余采样数据的方差在指定范围以下则进入步骤(2-4)，否则重复步骤(2-2)；

(2-4)对所有采样点重复步骤(2-1)～(2-3)。

3.根据权利要求1所述的一种基于路测数据的基站定位方法，其特征在于：所述步骤(4)中，所采集的采样数据共被分成了P组，对每组采样数据均求解，则设求得的解为则所有解的均值为计算结果选取步骤如下：

(4-1)在解集合中排除同相聚较远的点，剩余点数为P'，点集合

(4-2)采用误差加权方法，对于误差较大的结果，乘以较小的加权影因子，定义加权因子，最后平均结果为式(7)：

其中：

为误差加权因子。