一种定位方法和定位装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种定位方法和定位装置，应用于无线网络，方法包括：计算出待定位终端发出的定位信号到达不同基站的第一到达时间差值；根据所述第一到达时间差值、指纹库密度和指纹库中的已有指纹，确定待定位终端的位置。保证了定位精度，实现了将无线通信信号的定位精度提高到普通民用GPS的定位精度。

【技术实现步骤摘要】
一种定位方法和定位装置
本专利技术涉及定位技术，特别是指一种定位方法和定位装置。
技术介绍
基于无线通信信号的终端定位技术包括：基于信号传播时延测量值进行定位(TOA，TimeOfArrival)；由于发送端和接收端的时间同步精度不够，尤其是无线蜂窝物联通信系统中，终端对时间进行测量的精度不高，所以网络侧和终端侧的时间同步精度较低，由此产生的定位精度误差很大，因此在无线蜂窝物联通信系统中，一般采用到达时间差(TDOA，TimeDifferofArrival)，根据多个接收点的时间差来计算位置；根据上下行信号的不同把TDOA分为两类：基于下行信号的称为OTDOA，基于上行信号的称为UTDOA。这一技术的前提是直线传播，而在无线窄带蜂窝物联网中，由反射、折射或衍射导致的非视距(NLOS，NotLineofSight)传播是一种常见现象，若按照直线传播的前提进行定位计算，将产生上百米的定位误差。到达角定位技术：基于信号到达接收机方向(AOA，angleofarrival)的室内定位。到达角的计算需要至少4天线以上，由于无线窄带蜂窝物联网的基站设备一般为单通道或双通道，不具备精确计算到达角的能力，因此定位精度无法达到100米以内。无线系统中终端会周期性上报下行信号强度的测量值，因此还可以采用基于下行信号强度的指纹库，将指纹测量值与数据库中指纹的条目进行对比，以便确定数据库中的最佳匹配指纹，因此，这一最佳匹配指纹能够提供最有可能的位置。但是，由于下行信号强度受环境的影响，但是，环境的传播特性波动较大，终端测量精度不高，不同终端的测量值存在一定差异，这些因素都会影响指纹库的定位精度；目前业界较好的基于指纹库的4G定位技术的精度大概是70米。现有技术存在的问题在于：当前无线通信信号的定位方案均无法达到普通民用GPS的定位精度，即20米左右。
技术实现思路
本专利技术实施例要解决的技术问题是提供一种定位方法和定位装置，用以实现将无线通信信号的定位精度提高到普通民用GPS的定位精度。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供的一种定位方法，应用于无线网络，方法包括：计算出待定位终端发出的定位信号到达不同基站的第一到达时间差值；根据所述第一到达时间差值、指纹库密度和指纹库中的已有指纹，确定待定位终端的位置。所述的方法中，根据所述第一到达时间差值、指纹库密度和指纹库中的已有指纹，确定待定位终端的位置包括：根据所述第一到达时间差值在指纹库中与已有指纹进行匹配；其中，已有指纹是地理位置和到达时间差值组绑定在一起形成的指纹，所述到达时间差值组是已有终端发出的定位信号到达不同基站形成的；根据指纹库密度选择对应的匹配指纹，确定匹配指纹对应的地理位置是所述待定位终端的位置。所述的方法中，根据所述第一到达时间差值在指纹库中与已有指纹进行匹配之前还包括：接收已有终端上报的地理位置，以及计算出已有终端发出的定位信号到达不同基站的到达时间差值；至少两个到达时间差值形成一个所述到达时间差值组，将所述地理位置和所述到达时间差值组绑定在一起作为指纹库中的已有指纹。所述的方法中，接收已有终端上报的地理位置，以及计算出已有终端发出的定位信号到达不同基站的到达时间差值包括：每间隔预定的空间距离触发已有终端接入无线网络一次，在接入无线网络时接收所述地理位置；从不同的基站处接收已有终端发出的定位信号；根据路已有终端发出的定位信号到达不同的基站的时间，计算出至少两个到达时间差值。所述的方法中，计算出已有终端发出的定位信号到达不同基站的到达时间差值包括：选择参与到达时间差值计算的基站；从所述参与到达时间差值计算的基站处获得定位信号采样样本；根据所述定位信号采样样本得到任意两个基站接收到所述定位信号的到达时间差值。所述的方法中，根据所述第一到达时间差值在指纹库中与已有指纹进行匹配包括：匹配待定位终端的驻留基站；在指纹库中，找到驻留基站或者驻留基站的邻近基站所对应的至少一个已有指纹；对于至少一个已有指纹，计算出对应的有效距离，其中，有效距离是待定位终端到达不同基站的第一时间差与已有指纹所携带的第二时间差之间的向量距离。所述的方法中，根据指纹库密度选择对应的匹配指纹，确定匹配指纹对应的地理位置是所述待定位终端的位置包括：若指纹库密度能够达到设定的定位精度的要求，确定有效距离最小的已有指纹，将有效距离最小的已有指纹作为匹配指纹，输出匹配指纹对应的地理位置，作为所述待定位终端的位置信息；若指纹库密度不能够达到设定的定位精度的要求，则寻找出参与聚类计算的多个已有指纹，将每一个已有指纹的有效距离反比作为该已有指纹的加权值，根据所述加权值对各个已有指纹所包含的地理位置进行聚类计算得到所述待定位终端的位置。一种定位装置，包括：时间差值计算单元，用于计算出待定位终端发出的定位信号到达不同基站的第一到达时间差值；指纹样本匹配单元，用于根据所述第一到达时间差值、指纹库密度和指纹库中的已有指纹，确定待定位终端的位置。所述的定位装置中，指纹样本匹配单元包括：数据库匹配模块，用于根据所述第一到达时间差值在指纹库中与已有指纹进行匹配；其中，已有指纹是地理位置和到达时间差值组绑定在一起形成的指纹，所述到达时间差值组是已有终端发出的定位信号到达不同基站形成的；输出匹配指纹单元，用于根据指纹库密度选择对应的匹配指纹，确定匹配指纹对应的地理位置是所述待定位终端的位置。所述的定位装置中，还包括：指纹收集单元，用于接收已有终端上报的地理位置，以及计算出已有终端发出的定位信号到达不同基站的到达时间差值；至少两个到达时间差值形成一个所述到达时间差值组，将所述地理位置和所述到达时间差值组绑定在一起作为指纹库中的已有指纹。所述的定位装置中，输出匹配指纹单元包括：匹配执行模块，用于根据所述第一到达时间差值在指纹库中与已有指纹进行匹配；其中，已有指纹是地理位置和到达时间差值组绑定在一起形成的指纹，所述到达时间差值组是已有终端发出的定位信号到达不同基站形成的；终端地理位置模块，用于根据指纹库密度选择对应的匹配指纹，确定匹配指纹对应的地理位置是所述待定位终端的位置。所述的定位装置中，输出匹配指纹单元还包括：第一匹配指纹模块，用于若指纹库密度能够达到设定的定位精度的要求，确定有效距离最小的已有指纹，将有效距离最小的已有指纹作为匹配指纹，输出匹配指纹对应的地理位置，作为所述待定位终端的位置信息；第二匹配指纹模块，用于若指纹库密度不能够达到设定的定位精度的要求，则寻找出参与聚类计算的多个已有指纹，将每一个已有指纹的有效距离反比作为该已有指纹的加权值，根据所述加权值对各个已有指纹所包含的地理位置进行聚类计算得到所述待定位终端的位置。与现有技术相比，本专利技术实施例提供的一种定位方法和定位装置，至少具有以下有益效果：通过预先构建地理位置的指纹库，在指纹库中存放高精度的地理位置，然后将待定位终端匹配到指纹库中的指纹从而得到待定位终端的位置，从而规避了现有传播时间定位技术中，由于非视距传播过程中，环境的传播特性波动较大所导致的测量精度急剧下降的问题，保证了定位精度，实现了将无线通信信号的定位精度提高到普通民用GPS的定位精度。附图说明图1为一种定位方法的流程示意图；图2为一种定位装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位方法，其特征在于，应用于无线网络，方法包括：计算出待定位终端发出的定位信号到达不同基站的第一到达时间差值；根据所述第一到达时间差值、指纹库密度和指纹库中的已有指纹，确定待定位终端的位置。

【技术特征摘要】
1.一种定位方法，其特征在于，应用于无线网络，方法包括：计算出待定位终端发出的定位信号到达不同基站的第一到达时间差值；根据所述第一到达时间差值、指纹库密度和指纹库中的已有指纹，确定待定位终端的位置。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一到达时间差值、指纹库密度和指纹库中的已有指纹，确定待定位终端的位置包括：根据所述第一到达时间差值在指纹库中与已有指纹进行匹配；其中，已有指纹是地理位置和到达时间差值组绑定在一起形成的指纹，所述到达时间差值组是已有终端发出的定位信号到达不同基站形成的；根据指纹库密度选择对应的匹配指纹，确定匹配指纹对应的地理位置是所述待定位终端的位置。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一到达时间差值在指纹库中与已有指纹进行匹配之前还包括：接收已有终端上报的地理位置，以及计算出已有终端发出的定位信号到达不同基站的到达时间差值；至少两个到达时间差值形成一个所述到达时间差值组，将所述地理位置和所述到达时间差值组绑定在一起作为指纹库中的已有指纹。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，接收已有终端上报的地理位置，以及计算出已有终端发出的定位信号到达不同基站的到达时间差值包括：每间隔预定的空间距离触发已有终端接入无线网络一次，在接入无线网络时接收所述地理位置；从不同的基站处接收已有终端发出的定位信号；根据路已有终端发出的定位信号到达不同的基站的时间，计算出至少两个到达时间差值。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，计算出已有终端发出的定位信号到达不同基站的到达时间差值包括：选择参与到达时间差值计算的基站；从所述参与到达时间差值计算的基站处获得定位信号采样样本；根据所述定位信号采样样本得到任意两个基站接收到所述定位信号的到达时间差值。6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一到达时间差值在指纹库中与已有指纹进行匹配包括：匹配待定位终端的驻留基站；在指纹库中，找到驻留基站或者驻留基站的邻近基站所对应的至少一个已有指纹；对于至少一个已有指纹，计算出对应的有效距离，其中，有效距离是待定位终端到达不同基站的第一时间差与已有指纹所携带的第二时间差之间的向量距离。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据指纹库密度选择对应的匹配指纹，确定匹配指纹对应的地理位置是所述待定位终端的位置包括：若指纹库密度能够达到设定的定位精度的要求，确定有效距离最小的已有指纹，将有效距离最...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇红，杨光，邓伟，
申请(专利权)人：中国移动通信有限公司研究院，中国移动通信集团公司，
类型：发明
国别省市：北京,11