一种基于移动通信的高铁定位方法及装置制造方法及图纸

本申请实施例公开一种基于移动通信的高铁定位方法及装置，该方法中，获取待定位的高铁线路上已知经纬度的各个采样点；根据高铁分别运行至所述各个采样点时，所述高铁上的移动终端接收服务小区信号的电平强度，计算移动终端接收服务小区信号的电平强度的电平均值，并计算采样点序列对应的移动平均电平强度；绘制包括电平均值线和移动平均线的功率里程示意图；获取功率里程示意图中波峰及波谷分别与电平均值线的交点的经纬度；根据已知的高铁运动参数，对所述交点之间的位置进行定位填补。功率里程示意图中根据移动平均线和电平均值线获取的波谷和波峰具备较为稳定的位置特征，因此，本申请实施例公开的方案提高了对高铁定位的准确性。

A High-speed Rail Location Method and Device Based on Mobile Communication

【技术实现步骤摘要】
一种基于移动通信的高铁定位方法及装置
本申请涉及移动通信
，尤其涉及一种基于移动通信的高铁定位方法及装置。
技术介绍
近年来，随着中国高铁技术的全面发展，我过高铁建设出现了井喷式的高速增长。国家统计局公布的数据显示，到2016年底，全国高铁里程达到2.3万公里，并计划到2020年，全国高铁路营业里程将达到3万公里。其中，乘坐高铁的旅客大都是移动互联网的客户，为了提高移动通信质量，需要对高铁应用的移动通信网络进行优化。为了提高移动通信质量，需要对高铁在高铁线路上运行时产生的网络问题进行分析。另外，高铁在运行过程中，高铁上移动终端接收到的电平信号随运行过程发生变化。而为了实现对网络问题的分析，通常需要确定高铁上移动终端接收到的各个电平信号时所在的位置。其中，确定高铁上移动终端接收到各个电平信号时所在的位置，即为对高铁进行定位。现有技术中，对高铁进行定位时，通常采用以下两种方案。第一种方案为卫星定位方案，该方案中，在高铁车厢内设置卫星定位接收天线，该卫星定位接收天线用于接收外部的卫星定位装置发射的卫星定位信号，根据该卫星定位信号实现定位。第二种方案基于服务小区的电平特征对高铁所在位置进行估算，该方案认为小区具有慢衰落特性，移动终端接收到的电平强度会随着与小区的距离的变化而变化，该方案具体操作过程中，首先确定高铁上的移动终端对应的小区以及该小区的地理位置，然后根据高铁上的移动终端接收到的电平强度以及该小区的地理位置确定所述高铁所在的位置，实现对高铁的定位。但是，专利技术人在本申请的研究过程中发现，采用第一种方案进行高铁定位时，卫星定位信号穿透高铁车厢，抵达卫星定位接收天线的过程中往往会产生损耗，并且，高铁运行至某些特殊区域(如城市高架桥底、山区密林、山地峡谷和隧道等区域)时，卫星定位接收天线无法接收到卫星定位信号。另外，为了提高移动终端的信号质量，目前逐步对各个小区进行改造，改造之前，每个小区中仅设置一个RRU(RadioRemoteUnit，射频拉远单元)，而经过改造，目前的一个小区配置有三个以上的RRU，各RRU形成合并级联结构进行无线信号的覆盖，高铁运行在同一小区的无线信号覆盖范围内运行时，相同或相近的电平强度在该小区的覆盖范围内往往会重复出现多次，这种情况下，若采用第二种方案进行高铁定位，往往会产生较大的定位误差。也就是说，现有技术在对高铁进行定位时，均存在定位精度不足，定位的准确性较差的问题。
技术实现思路
为了解决利用现有技术对高铁进行定位时，存在的定位精度不足，定位准确性差的问题，本申请通过以下各个实施例公开一种基于移动通信的高铁定位方法及装置。在本专利技术的第一方面，公开一种基于移动通信的高铁定位方法，包括：获取待定位的高铁线路上已知经纬度的各个采样点；根据高铁分别运行至所述各个采样点时，所述高铁上的移动终端接收服务小区信号的电平强度，计算所述移动终端接收服务小区信号的电平强度的电平均值，并计算采样点序列对应的移动平均电平强度；根据所述各个采样点的经纬度、所述电平均值和所述移动平均电平强度，绘制包括电平均值线和移动平均线的功率里程示意图，其中，所述电平均值线和移动平均线的横坐标为所述高铁线路上的位置，纵坐标为电平强度；确定在所述功率里程示意图中，所述移动平均线位于所述电平均值线以上部分中的波峰，以及所述移动平均线位于所述电平均值线以下部分中的波谷，并获取所述波峰及所述波谷分别与所述电平均值线的交点的经纬度；根据已知的高铁运动参数，对所述交点之间的位置进行定位填补。可选的，所述确定在所述功率里程示意图中，所述移动平均线位于所述电平均值线以上部分中的波峰，以及所述移动平均线位于所述电平均值线以下部分中的波谷之后，还包括：根据以下公式计算波峰的功率里程面积：其中，AP(i)表示波峰P(i)的功率里程面积，R(s)表示所述高铁运行到某一位置时，所述移动终端接收的移动平均电平强度，表示所述移动终端接收服务小区信号的电平强度的电平均值，vP(i)(t)表示所述高铁在波峰P(i)对应的位置运行时的速度；根据以下公式计算波谷的功率里程面积：其中，AT(j)表示波谷T(j)的功率里程面积，R(s)表示所述高铁运行到某一位置时，所述移动终端接收的移动平均电平强度，表示所述移动终端接收服务小区信号的电平强度的电平均值，vT(j)(t)表示所述高铁在波谷T(j)对应的位置运行时的速度；对计算得到的波峰及波谷的功率里程面积进行排序，其中，功率里程面积排在前K的波峰为TOPK波峰，功率里程面积排在前K的波谷为TOPK波谷，K为预设的正整数；所述获取所述波峰及所述波谷分别与所述电平均值线的交点的经纬度，包括：获取所述TOPK波峰及所述TOPK波谷分别与所述电平均值线的交点的经纬度。可选的，所述获取待定位的高铁线路上已知经纬度的各个采样点之后，还包括：分别获取各个服务小区为所述高铁线路提供数据服务的各个里程分段；将所述各个里程分段中，由同一个服务小区的单次连续服务里程最长的里程分段确定为主服务带；其中，所述计算所述移动终端接收服务小区信号的电平强度的电平均值，并计算采样点序列对应的移动平均电平强度，包括：计算所述移动终端在所述主服务带时，接收服务小区信号的电平强度的电平均值，并计算所述移动终端在所述主服务带时，采样点序列对应的移动平均电平强度。可选的，所述获取所述波谷及所述波峰分别与所述电平均值线的交点之后，还包括：根据所述已知的高铁运动参数，以及所述移动终端分别接收服务小区信号和邻近小区信号的电平强度，对非主服务带的位置进行定位填补。可选的，所述计算采样点序列对应的移动平均电平强度，包括：根据所述高铁分别运行至所述高铁线路上各个采样点时，所述高铁上的移动终端接收服务小区信号的电平强度，获取与采样点序列相对应的电平强度位置序列，其中，所述电平强度位置序列为：其中，表示所述高铁运行至采样点Ln时，所述移动终端接收服务小区信号的电平强度，n为正整数；根据预设的移动时期数M和所述电平强度位置序列，通过以下公式计算各个采样点对应的移动平均电平强度获取采样点序列对应的移动平均电平强度：若N≤M，若N＞M，其中，M和N均为正整数。可选的，还包括：若所述高铁再次在所述高铁线路上运行，再次为所述高铁绘制功率里程示意图；根据再次绘制的功率里程示意图，获取新的波峰和新的波谷；根据位于所述新的波峰和新的波谷时，所述移动终端接收到服务小区信号和邻近小区信号的电平特征，匹配所述TOPK波峰和TOPK波谷；根据与所述新的波峰相匹配的TOPK波峰确定目标交点，以及根据与所述新的波谷相匹配的TOPK波谷确定目标交点；根据所述目标交点之间的位置进行定位填补的结果，对所述高铁进行定位。在本专利技术的第二方面，公开一种基于移动通信的高铁定位装置，包括：采样点获取模块，用于获取待定位的高铁线路上已知经纬度的各个采样点；电平计算模块，用于根据高铁分别运行至所述各个采样点时，所述高铁上的移动终端接收服务小区信号的电平强度，计算所述移动终端接收服务小区信号的电平强度的电平均值，并计算采样点序列对应的移动平均电平强度；绘制模块，用于根据所述各个采样点的经纬度、所述电平均值和所述移动平均电平强度，绘制包括电平均值线和移动平均线的功率里程示意图，其中，所述电平均值线和移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于移动通信的高铁定位方法，其特征在于，包括：获取待定位的高铁线路上已知经纬度的各个采样点；根据高铁分别运行至所述各个采样点时，所述高铁上的移动终端接收服务小区信号的电平强度，计算所述移动终端接收服务小区信号的电平强度的电平均值，并计算采样点序列对应的移动平均电平强度；根据所述各个采样点的经纬度、所述电平均值和所述移动平均电平强度，绘制包括电平均值线和移动平均线的功率里程示意图，其中，所述电平均值线和移动平均线的横坐标为所述高铁线路上的位置，纵坐标为电平强度；确定在所述功率里程示意图中，所述移动平均线位于所述电平均值线以上部分中的波峰，以及所述移动平均线位于所述电平均值线以下部分中的波谷，并获取所述波峰及所述波谷分别与所述电平均值线的交点的经纬度；根据已知的高铁运动参数，对所述交点之间的位置进行定位填补。

【技术特征摘要】
1.一种基于移动通信的高铁定位方法，其特征在于，包括：获取待定位的高铁线路上已知经纬度的各个采样点；根据高铁分别运行至所述各个采样点时，所述高铁上的移动终端接收服务小区信号的电平强度，计算所述移动终端接收服务小区信号的电平强度的电平均值，并计算采样点序列对应的移动平均电平强度；根据所述各个采样点的经纬度、所述电平均值和所述移动平均电平强度，绘制包括电平均值线和移动平均线的功率里程示意图，其中，所述电平均值线和移动平均线的横坐标为所述高铁线路上的位置，纵坐标为电平强度；确定在所述功率里程示意图中，所述移动平均线位于所述电平均值线以上部分中的波峰，以及所述移动平均线位于所述电平均值线以下部分中的波谷，并获取所述波峰及所述波谷分别与所述电平均值线的交点的经纬度；根据已知的高铁运动参数，对所述交点之间的位置进行定位填补。2.根据权利要求1所述的基于移动通信的高铁定位方法，其特征在于，所述确定在所述功率里程示意图中，所述移动平均线位于所述电平均值线以上部分中的波峰，以及所述移动平均线位于所述电平均值线以下部分中的波谷之后，还包括：根据以下公式计算波峰的功率里程面积：其中，AP(i)表示波峰P(i)的功率里程面积，R(s)表示所述高铁运行到某一位置时，所述移动终端接收的移动平均电平强度，表示所述移动终端接收服务小区信号的电平强度的电平均值，vP(i)(t)表示所述高铁在波峰P(i)对应的位置运行时的速度；根据以下公式计算波谷的功率里程面积：其中，AT(j)表示波谷T(j)的功率里程面积，R(s)表示所述高铁运行到某一位置时，所述移动终端接收的移动平均电平强度，表示所述移动终端接收服务小区信号的电平强度的电平均值，vT(j)(t)表示所述高铁在波谷T(j)对应的位置运行时的速度；对计算得到的波峰及波谷的功率里程面积进行排序，其中，功率里程面积排在前K的波峰为TOPK波峰，功率里程面积排在前K的波谷为TOPK波谷，K为预设的正整数；所述获取所述波峰及所述波谷分别与所述电平均值线的交点的经纬度，包括：获取所述TOPK波峰及所述TOPK波谷分别与所述电平均值线的交点的经纬度。3.根据权利要求1所述的基于移动通信的高铁定位方法，其特征在于，所述获取待定位的高铁线路上已知经纬度的各个采样点之后，还包括：分别获取各个服务小区为所述高铁线路提供数据服务的各个里程分段；将所述各个里程分段中，由同一个服务小区的单次连续服务里程最长的里程分段确定为主服务带；其中，所述计算所述移动终端接收服务小区信号的电平强度的电平均值，并计算采样点序列对应的移动平均电平强度，包括：计算所述移动终端在所述主服务带时，接收服务小区信号的电平强度的电平均值，并计算所述移动终端在所述主服务带时，采样点序列对应的移动平均电平强度。4.根据权利要求3所述的基于移动通信的高铁定位方法，其特征在于，所述获取所述波谷及所述波峰分别与所述电平均值线的交点之后，还包括：根据所述已知的高铁运动参数，以及所述移动终端分别接收服务小区信号和邻近小区信号的电平强度，对非主服务带的位置进行定位填补。5.根据权利要求1所述的基于移动通信的高铁定位方法，其特征在于，所述计算采样点序列对应的移动平均电平强度，包括：根据所述高铁分别运行至所述高铁线路上各个采样点时，所述高铁上的移动终端接收服务小区信号的电平强度，获取与采样点序列相对应的电平强度位置序列，其中，所述电平强度位置序列为：其中，表示所述高铁运行至采样点Ln时，所述移动终端接收服务小区信号的电平强度，n为正整数；根据预设的移动时期数M和所述电平强度位置序列，通过以下公式计算各个采样点对应的移动平均电平强度获取采样点序列对应的移动平均电平强度：若N≤M，若N＞M，其中，M和N均为正整数。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄剑锋，
申请(专利权)人：北京神州泰岳软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11