一种移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法技术

技术编号:14678074 阅读:195 留言:0更新日期:2017-02-22 10:44
本发明专利技术公开了一种移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法。包括如下步骤:获取周围基站信息;根据获取的基站信息,利用基站信息数据库查找周围基站点的经纬度坐标;计算移动通信终端的经纬度坐标;根据移动通信终端的经纬度坐标,在地图中标注其位置,去除偏离拟合轨迹较大的历史位置坐标后将剩余历史位置拟合形成运动轨迹;对比所拟合的运动轨迹与地图的道路的方向角与距离差,匹配最接近的街道道路,并剔除运动轨迹上偏离所匹配道路较大的位置点;将标准路径在地图上绘制,重复执行前述步骤。本发明专利技术采用差分的方式进行数据拟合,使得定位更加精确,同时也降低了定位所成本,有效解决基站定位导航难的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信终端定位
,特别涉及一种移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法
技术介绍
移动定位技术有两种,一种是基于GPS的定位,一种是基于移动运营网的基站的定位。现今手机地图、车载导航等各种需要利用定位系统的技术,大都采用基于GPS的定位。但同时也有相当一部分用户不愿意打开GPS,使用GPS卫星定位系统。GPS功能有时会在用户不知情的情况下被分享位置信息,造成用户的信息泄露。在GPS存在安全隐患的情况下,利用手机基站定位就不失为一种替代的好方法,此外,利用基站进行定位相比较基于GPS的定位而言,前者还具有成本更低、可以实现在室内定位、不需要用户的手机拥有GPS模块等优势。基站定位则是利用基站对手机的距离的测算距离来确定手机位置的。不需要手机具有GPS定位能力,但是精度很大程度依赖于基站的分布及覆盖范围的大小,有时误差会超过一公里。此外还有利用Wifi在小范围内定位的方式。现在移动定位技术的应用已经越来越广泛。专门的移动定位系统可以用来对人员、事件和物品进行定位,以满足移动执法、移动办公、运输业、物流业、旅游业、国土资源调查等行业的定位需求。随着科技的日益发展,近年来无线定位服务逐渐也成为信息服务的热点。各种定位方式浮现,其中GPS广为人们熟悉。GPS定位本质就是GPS接收器对两颗卫星到达的bit流进行位运算(位模式比较),得到两卫星的信号到达GPS接收器的时间差(bit数),根据传播速度计算两颗卫星的距离差,最后得出计算出经纬度。基于讨论过GPS带来的信息泄露的弊端,WiFi能够减轻这方面的弊端,因此正逐渐兴起。基于每一个无线AP都有全球唯一的MAC地址,故移动设备端在开启WIFI的情况下,扫描周围的AP信号都可以获取一个MAC地址,位置服务器再将信号的强弱与地理位置相结合,计算移动设备所在的地理位置并返回信息给用户设备。同样得到关注的还有蓝牙定位,其广泛应用于室内定位,利用搭载蓝牙4.0模块的终端设备收到beacon广播报文后,测量出接收功率,带入到功率衰减与距离关系的函数中,测算出距离该beacon基站的距离。基站定位,也是通过运营商的网络获取移动终端用户的经纬度坐标等位置信息。首先,由移动端发送请求,获取邻区基站的信息,根据反馈给移动端邻区基站信息,利用基站信息数据库查找周围基站点的经纬度坐标;根据获取的周围基站的经纬度坐标,通过处理移动端单点对应的多个邻区基站经纬度,使用简易信道模型和距离与信号强度关系来计算经纬度信息,来获取最终移动客户端的经纬度坐标信息,实现手机基站定位。目前,网络,终端以及多种技术互相集合成为移动定位的主流。不断的改进原有技术以及对新技术的研发来提高定位的精度。虽然目前的移动定位技术已经基本上能够满足广大用户的需求,但其精度和安全性方面仍有许多待提高的空间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述不足,提供一种移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法。基站定位的方法虽然不需要用户购买额外的硬件(目前移动通信市场已经达到人手一部手机的程度),也不需要用户额外的操作(如,打开GPS功能),实现方便,廉价,但是静态基站定位误差比较大,更不用说移动的车载系统的定位。我们认为动态轨迹的定位跟踪可以不依赖准确的静态位置定位,而且车辆的运动有其规律,必须沿着道路行走,结合地图信息,可以在粗误差静态定位下实现准确的动态轨迹定位和跟踪。本项目拟通过动态差分轨迹的变化,结合地图匹配,提高粗误差静态基站定位的动态准确度。本专利技术的目的通过如下技术方案实现。一种新型的基于地图匹配的动态差分定位方法,包括以下步骤:S1、移动通信终端扫描所有通信信道并获取周围基站的信息,包括MMC(MobileCountryCode,移动国家代码)、MNC(MobileNetworkCode,移动网络号码)、CID(CellIdentity,基站编号)、LAC(LocationAreaCode,位置区域码)、RSSI(ReceivedSignalStrengthIndication,接收的信号强度);S2、根据获取的基站信息,利用基站信息数据库查找周围基站点的经纬度坐标;S3、根据无线信道模型、周围基站的信号强度及其经纬度坐标,计算移动通信终端的经纬度坐标;S4、根据移动通信终端的经纬度坐标,在地图中标注其位置,去除偏离拟合轨迹较大的历史位置坐标后将剩余历史位置拟合形成运动轨迹;S5、对比所拟合的运动轨迹与地图的道路的方向角与距离差,匹配最接近的街道道路,并剔除运动轨迹上偏离所匹配道路较大的位置点;S6、周期性重复以上步骤。优选的,所述的移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法,其特征在于,步骤S3所述经纬度坐标计算可采用以下方法:根据以下距离与信号强度的关系:计算步骤S1所扫描到的所有基站与移动终端的距离(M:代表在距离一米时的信号强度;N:代表环境对信号的衰减系数,视具体环境而定的)。再将步骤S2得到的各基站经纬度经过1/d的加权平均后的值作为手机终端的位置经纬度,具体计算公式如下,其中,Loni,Lati与di为各基站的经纬度和距离。优选的,所述的移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法,其特征在于:步骤S4所述最近历史位置是步骤S1-S5周期性记录并剔除异常位置后的的位置坐标,包括移动通信终端移动最近移动一定距离所记录的所有位置坐标或者移动通信终端运动一段时间所记录的所有位置坐标。优选的,所述的移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法,其特征在于,步骤S4所述去除偏离拟合轨迹较大的坐标位置可采用以下方法:经纬度与历史数据平均值的绝对差值满足以下条件,则提出改位置点,其中Lat(Lon)mob为移动端的经纬度;Lat(Lon)ava为历史数据移动端经纬度平均值;Lat(Lon)standardeviation为标准偏差;XnShawn为肖维勒系数,K为历史数据量,可以用下面的近似公式求解:。优选的,所述的移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法,其特征在于,步骤S3所述历史位置点运动轨迹拟合可采用分段分组直线拟合的方法,即每M个连续历史位置点为一组,将运动轨迹分段,每一个分段进行直线拟合。优选的,所述的移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法,其特征在于,步骤S5对地图的街道和步骤S4拟合的轨迹进行匹配,匹配条件如下:1)距离差值在一定范围(50米);2)方向角差值在一定范围(5度以内)。若有多条街道满足以上条件,则将距离差和方向角最小的街道标识为当前周期获取的手机终端运动轨迹,最新位置点为其当前定位坐标。优选的,所述的移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法,其特征在于:步骤S6通过周期性迭代步骤S1-S5,动态调整运动轨迹,结合匹配地图道路信息,提高定位的准确度。本专利技术与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:1、现今手机地图、车载导航等各种需要利用定位系统的技术,大都采用基于GPS的定位。但同时也有相当一部分用户不愿意打开GPS,使用GPS卫星定位系统。GPS功能有时会在用户不知情的情况下被分享位置信息,造成用户的信息泄露。在GPS存在安全隐患的情况下,利用手机基站定位就不失为一种替代的好方法,此外,利用基站进行定位相比较基于GPS的定位而言,前本文档来自技高网
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一种移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法

【技术保护点】
一种移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法,其特征在于:包括以下步骤:S1、移动通信终端扫描所有通信信道并获取周围基站的信息,包括移动国家代码MMC、移动网络号码MNC、基站编号CID、LAC、接收的信号强度RSSI的基站信息;S2、根据获取的基站信息,利用基站信息数据库查找周围基站点的经纬度坐标;S3、根据无线信道模型、周围基站的信号强度及其经纬度坐标,计算移动通信终端的经纬度坐标;S4、根据移动通信终端的经纬度坐标,在地图中标注其位置,去除偏离拟合轨迹大于设定值的历史位置坐标后,将剩余历史位置拟合形成运动轨迹;S5、对比所拟合的运动轨迹与地图的道路的方向角与距离差,匹配最接近的街道道路,并剔除运动轨迹上偏离所匹配道路较大的位置点;S6、周期性重复以上步骤S1~S5。

【技术特征摘要】
1.一种移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法,其特征在于:包括以下步骤:S1、移动通信终端扫描所有通信信道并获取周围基站的信息,包括移动国家代码MMC、移动网络号码MNC、基站编号CID、LAC、接收的信号强度RSSI的基站信息;S2、根据获取的基站信息,利用基站信息数据库查找周围基站点的经纬度坐标;S3、根据无线信道模型、周围基站的信号强度及其经纬度坐标,计算移动通信终端的经纬度坐标;S4、根据移动通信终端的经纬度坐标,在地图中标注其位置,去除偏离拟合轨迹大于设定值的历史位置坐标后,将剩余历史位置拟合形成运动轨迹;S5、对比所拟合的运动轨迹与地图的道路的方向角与距离差,匹配最接近的街道道路,并剔除运动轨迹上偏离所匹配道路较大的位置点;S6、周期性重复以上步骤S1~S5。2.根据权利要求1所述的一种移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法,其特征在于步骤S3所述经纬度坐标计算采用以下方法:根据以下距离d与信号强度RSSI的关系计算步骤S1所扫描到的所有基站与移动终端的距离,M代表在距离一米时的信号强度;N代表环境对信号的衰减系数,视具体环境而定的;再将步骤S2得到的各基站经纬度经过1/d的加权平均后的值作为手机终端的位置经纬度,具体计算公式如下,其中,Loni,Lati与di为各基站i的经纬度和距离,i=1~n。3.根据权利要求1所述的一种移动通信终端基于地图匹配的动态差分定位方法,其特征在于:步骤S4所述最近历史位置是步骤S1-S5周期性记...

【专利技术属性】
技术研发人员:官权升陈川旭周悦彭林杨宇轩薛妍
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:广东;44

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