一种位置指纹识别定位方法技术

一种位置指纹识别定位方法，包括确定定位区、辅助区及其名称、范围、位置指纹特征提取、识别定位、训练或再训练；辅助区位于定位区外围、内部、或定位区之间，在需要高精度定位的位置设立定位区，在不需要高精度定位但被定位区覆盖影响其定位精度的位置设立辅助区，定位区和辅助区可增加或取消，位置指纹数据可下载、上传或互相传送；不需要建立庞大的位置指纹数据库，用户可随时随地在需要的地方高精度定位，能够在高、中、低各档次移动终端上实现高精度自主定位，有效保护隐私，基本不增加成本，没有日常定位费用；也可用于基于网络或第三方的定位，既能实现大范围内一般精度的定位，又能实现特定位置的高精度定位，满足各种不同定位精度业务的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动终端定位，特别是涉及无线电传播环境和模式识别的无线电定位方法。
技术介绍
无线电定位分为卫星无线电定位和地面无线电定位。卫星无线电定位利用多个卫星实现移动终端定位，地面无线电定位通过测量无线电波从发射机到接收机的传波时间、时间差、信号强度、相位或入射角等参数来实现移动终端定位。GPS定位精度高，但是需要移动终端配备GPS功能，成本较高，耗电较大，体积较大，一般要求至少接收4颗卫星定位信号。在密集的市区高楼之间，在建筑物内以及在只能见到4颗以下卫星的任何地区，标准的卫星定位一般不起作用。蜂窝移动通信网小区(CELL-ID)定位简单，覆盖率高，但是它的定位精度与位置区的大小成正比，采用微蜂窝时的定位精度可在100米以内，采用宏蜂窝时的定位精度在3公里到6公里以内。蜂窝移动通信网小区测量定位受多径传播和非视距(NLOS)传播影响严重，在高楼林立的城市地区或者蜂窝基站密度较低的乡村地区，定位精度受到影响。专利申请号为99118134具有美国专利优先权的中国专利申请公开了一种模式识别定位方法，将蜂窝移动通信网的小区划分成栅格状的子小区，例如将半径为25公里的小区按125米间距划分成40000个方形栅格子小区；将每个子小区的一组射频特征存储在基站或者移动交换机的数据库中；基站或者移动交换机将来自移动终端的一组射频特征和数据库中的每组射频特征比较，射频特征最接近的子小区被识别为移动终端所在的子小区。专利申请号为200310115431的中国专利申请公开了一种基于网络无线环境的移动通信定位方法，将无线网络划分成像元，像元是移动通信网络覆盖范围内按照精度确定的最小单元区域；在每个像元现场中，网络和移动终端测量接收信号强度、相位，到达时间等特征参数，存储在网络侧的数据库中；在定位时，网络和移动终端测量特征参数，汇总到网络，网络将这些特征参数和数据库中的特征参数比较，特征参数全匹配的像元位置为移动终端所在的位置。专利申请号为20040259575的美国专利(为Location DeterminationUsing RF Fingerprinting)应用射频指纹(RF Finger Printing)即接收信号强度、调谐参数等一组射频特征来定位。将蜂窝移动通信服务区划分成栅格，测量每个栅格的射频特征参数，生成数据库；将移动终端测量的射频特征参数和数据库中各栅格的特征参数比较，特征参数最匹配的栅格为移动终端所在的位置。这些定位方法采用射频特征和模式识别进行定位，优点是避开了无线电波多径传播和非视距传播对无线电测量定位精度的影响，充分利用了无线电波经建筑物和其它障碍物的反射和折射产生与周围环境密切相关的射频特征，提高定位精度。但是，也存在如下技术问题。首先，在射频指纹定位系统投入实际使用前，必须建立庞大完整的射频指纹数据库，详细记录每个地方每个可分辩最小区域的特征。因此，虽然这些定位方法已经专利技术多年，但是至今没有成功实施；第二，射频指纹数据库需要不断更新，无线电波传播受建筑物和其它障碍物等周围环境影响很大，需要保持与每个地方无线电波传播环境变化同步，以保证指纹样本的有效性、可靠性和准确性；第三，定位精度受划分的栅格或者像元的大小影响，栅格越大，定位精度越低，不能发挥它的定位优势；栅格越小，定位精度越高，射频指纹数据库越庞大，维护越困难，射频指纹获取越困难，例如进入私人住宅测量射频指纹几乎是不可能的；第四，由于手持移动终端要求体积小，重量轻，成本低，节省电源，计算处理速度和存储器容量等资源非常有限，庞大的射频指纹数据库不能存储在手持移动终端中，不能实现移动终端自主定位，带来了移动终端用户隐私保护和费用开销等问题。因此，目前的各种定位方法都不能完全适应各种各样的无线电传播环境，在不同的无线电传播环境下所能提供的定位精度不同。由于定位精度低或者成本高或者实施困难等原因，导致许多与位置有关的业务不能实施。例如，基于位置的通信费率，在家里或者办公室等不需要移动的地方，使用移动通信的通信费率可以比需要移动的地方费率低。或者在家里和办公室等有线电话机旁，移动电话可以自动地呼叫转移到该有线电话机，以便得到更优质的通信服务，这些基于位置的业务对移动终端定位的精度要求很高。
技术实现思路
为了解决现有定位方法存在的以上技术问题，本专利技术提供，不需要建立庞大的位置指纹数据库，用户可随时随地在需要的地方高精度定位，即学(训练)即用；位置指纹特征在移动终端定位的同时进行再训练，实现位置指纹特征更新，不需要另行维护；用户根据需要指定定位范围或精度；实现移动终端自主定位，特别是能够在高、中、低各档次的移动终端上实现自主定位，能够有效保护用户隐私，基本不增加移动终端成本，不需要支付日常定位费用；也可用于基于网络或者第三方的定位。本专利技术提供的位置指纹识别定位方法，包括以下步骤A.确定定位区、辅助区及其范围或者与范围关联的位置指纹识别判决阈值，并生成离开阈值、再训练阈值、训练提示阈值；B.确定定位区的名称或地理坐标、关联的电子地图；C.位置指纹特征提取，提取移动终端当前所处位置的位置指纹特征；D.位置指纹识别定位，确定移动终端当前所在定位区的名称或地理坐标或者不在任何定位区；E.定位训练或再训练，移动终端首次进入定位区或者辅助区，用户操作开始定位训练，位置指纹特征训练结果保存在该定位区或者辅助区关联的数据中；用户操作结束定位训练或者自动结束定位训练；在每次步骤D定位后，再训练。辅助区位于一个定位区的外围、内部、或者两个或多个定位区之间，提高与它相邻的定位区的定位精度，缩小与它相邻的定位区的区域范围。定位区是需要高精度定位的一个区域，例如办公室、会议室、住房里的客厅、卧室、书房等，不同的定位区能够互相区别。由于定位精度的限制，定位的位置总是一个有一定范围的区域，随着定位精度的进一步提高，定位的区域范围可进一步缩小。辅助区和定位区类似，但是定位区是用户需要高精度定位的一个区域，辅助区不是用户需要高精度定位的区域，它可以是用户需要一般精度定位的区域或者不是用户需要定位的区域，辅助区为与它相邻的定位区提供一种辅助作用，以提高与它相邻的定位区的定位精度，缩小与它相邻的定位区的区域范围。除定位区需要高精度定位外，其它位置是用户需要一般精度定位的区域或者不是用户需要定位的区域。本专利技术提供的定位方法，使用位置指纹识别定位实现高精度定位，使用小区(或者扇区)全球标识(CGI)定位等方法实现一般精度定位。当由用户指定定位区、辅助区的区域范围大小时，通过该区域范围大小自动形成位置指纹识别判决阈值；用户也可以直接指定一个数值作为位置指纹识别判决阈值；范围或阈值的大小可根据实际定位区域范围大小调整。每个定位区可指定一个名称来标识，该名称与关联的电子地图上的名称一致时，定位区可在电子地图上显示，并通过电子地图自动得到定位区的地理坐标；也可以通过电子地图得到定位区的地理坐标或者根据定位区现场标明的地理坐标来指定定位区的地理坐标，指定定位区地理坐标的目的是能够将定位应用到使用地理坐标的现有各种基于位置的服务中。在许多其它基于位置的服务中，可以不需要地理坐标。和定位区一样，每个辅助区也可以指定一个名称来标识，可指定辅助区的地理坐标、关联的电子地图。在需要高精度定位的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置指纹识别定位方法，其特征在于包括以下步骤：　　　　Ａ．确定定位区、辅助区及其范围或者与范围关联的位置指纹识别判决阈值，并生成离开阈值、再训练阈值、训练提示阈值；　　　　Ｂ．确定定位区的名称或地理坐标、关联的电子地图；　　　　Ｃ．位置指纹特征提取，提取移动终端当前所处位置的位置指纹特征；　　　　Ｄ．位置指纹识别定位，确定移动终端当前所在定位区的名称或地理坐标或者不在任何定位区；　　　　Ｅ．定位训练或再训练，移动终端首次进入定位区或者辅助区，用户操作开始定位训练，位置指纹特征训练结果保存在该定位区或者辅助区关联的数据中；用户操作结束定位训练或者自动结束定位训练；在每次步骤Ｄ定位后，再训练。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖日平，
申请(专利权)人：广州天润信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]