[发明专利]一种基于手机信号方向和强弱的手机定位算法

权利要求书

1.一种基于手机信号方向和强弱的手机定位算法，基于四个正交方向的天线获取目标手机的能量大小和方向，并基于GPS获取采集能量时的能量采集点的位置，其特征在于包含以下步骤：

S1：确定目标位置区域

GPS获取的位置信息为经度和纬度，通过经度和纬度即可对应到地球表面的位置点，即可确定采集能量的平面位置，计算目标位置时，首先要确定在哪个区域内计算目标的位置，区域的确定基于GPS获取的能量采集点的位置，每个能量采集点均表现为<经度,纬度>的值对，通过对采集到的多个能量点的经度和纬度在两个方向分别取均值，得到目标区域的基点值对<X₀,Y₀>，然后由该基点向东西南北四个方向各延伸一定距离作为目标计算的区域，在区域内东西向和南北向每隔若干米取一个点，作为目标的可能位置点，即伪目标点；

S2：确定目标区域方向

采用四个方向的天线来预测目标可能所在的方向，四个方向分别定义为前、后、左、右，以前向为基准，由前向和北向的夹角，来计算前、后、左、右分别指向的真实方向，在采集能量时，针对目标手机的同一次能量发送得知其在四个方向上能量的不同数值，选取相对的前后和左右为两组能量，分别选取它们中的较大者，两个较大能量方向会存在一个90度的夹角区域，该区域被认为目标最有可能落入的区域和方向；

S3：确定目标精确方向

在初步计算出目标可能落入的90度区域后，采用相对方向能量互抵、相邻方向能量反比的方法来确定精确角度，即假设某次获取到的能量大小为a、b、c、d分别对应前、后、左、右四个方向，在a和b中选择较大者，c和d中较大者，确定目标位于两个较大者对应的区域内，相对方向能量互抵，由此可以确定目标的方向；

S4：确定目标距离

根据获取的信号强度计算一个最小距离和最大距离，计算公式为D=λ(C-U)，参数λ分为λ1和λ2，分别针对最小和最大距离计算的系数，C为一个常量，即最大能量值，U为获取的信号强度值，由上述距离公式会得出一个环形带状区域，内圈为最小距离的半径中心圆，外圈为最大距离的半径中心圆，在两个圆中间的区域为根据能量大小计算出的目标所在范围区域；

S5：计算目标位置概率

目标位置的所有可能点是否为真实目标的概率由多次获取到的能量方向和大小进行计算，每次能量的获取都会根据方向和能量大小确定一个目标的位置范围，范围内的点的概率累加，累加值的大小由本次能量的特点进行权重计算，最终对所有点的概率按大小排序，概率越大的伪目标是真实目标的可能性就越大，反之越小。

2.根据权利要求1所述的基于手机信号方向和强弱的手机定位算法，其特征在于还可以消除异常能量带来的方向影响，具体的过程为采用方向角度误差容错机制，即在基于某次能量采集计算出目标相对于该点的准确方向后，以该方向的角度基准上下均偏移15度，在该30度内范围内的伪目标点均增加概率，对于前后或左右方向上能量值相差大于阈值时，定义其为异常能量，异常能量点计算出的范围内的所有伪目标点的概率值增加量均减小。

3.根据权利要求2所述的基于手机信号方向和强弱的手机定位算法，其特征在于所述阈值为取最大能量的20%。

4.根据权利要求1所述的基于手机信号方向和强弱的手机定位算法，其特征在于还可以降低小能量带来的计算误差，具体的过程为引入了阈值能量，该阈值大小由实际测试所得的经验值，在能量采集点获取的四个方向中最大的能量值和阈值能量的比值设为本次计算出的范围内的伪目标点概率增加值的基础值，在降低小能量带来的干扰时，选择对基础值进行平方或多次方来改变本次计算的概率增加值。

5.根据权利要求4所述的基于手机信号方向和强弱的手机定位算法，其特征在于所述阈值值大小通常取最大能量的40%。

6.根据权利要求1所述的基于手机信号方向和强弱的手机定位算法，其特征在于在位置计算时优先对方向进行计算排序筛选，对筛选出的大概率的前特定数目的点再加入能量大小计算的范围内点增加概率贡献重新排序。

7.根据权利要求1所述的基于手机信号方向和强弱的手机定位算法，其特征在于所述计算目标位置概率的具体过程为：首先由采集的能量先确定基点，进而确定伪目标点，然后对能量的采集点分别计算伪目标点的夹角概率和距离概率，得到两个概率数组，对伪目标点先排序角度概率，取特定数目的大概率伪目标点，再加上对应伪目标点的距离概率，重新排序，返回排序后的伪目标点。