基于双基站的定位方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种利用网络及移动通讯基站寻找目标的方法和系统，至少包含两个相角仪和一个目标源。相角仪安装在基站上，与基站相连，当收到监控中心发出的所需查找的目标的目标代码，则接收众多目标源发射的信号并选择出指定目标的信号，计算出其目标的方向。当用户要搜索某一目标源时，通过互联网将信息传输给监控中心，监控中心激活目标源发出无线目标信号，在目标源附近的至少两个基站的相角仪可得其方位角，再交给监控中心计算处理得出目标源的位置，发送给用户。本发明专利技术的方法和系统，能克服基站定位精度不高的不足；又能解决全球卫星定位系统易受物体屏壁影响，覆盖面不全的问题，也能解决单纯的无线定位与接收装置距离有限的不足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信系统的定位技术方法和系统，尤其是针对需对物体进行精 确定位的方法，并且提供可以通过互联网查询其物体位置的系统。
技术介绍
本世纪70年代由美国陆海空三军联合研制新一代空间卫星导航定位系统以来， GPS逐渐进入人们的视线并走进人们的生活，连手机都可以利用GPS进行导航定位。但 是，GPS有其固有缺陷首先，GPS接收机工作时要消耗大量的电能，为了不让用户每 天充几次电，GPS接收机只有使用的时候才打开，在大部分时间GPS都是不工作的，这 样每次启动时都是冷启动，冷启动的时间一般是30秒到1分钟，因此启动时间很长，造 成的延时就比较长；第二，GPS接收机定位计算是基于GPS卫星发射的信号，由此，接 收机面对空旷的天空才有较好的信号接收，而一些室内的定位如商场、办公场所、有顶 棚的停车场等地方对GPS接收机来说接收信号是有困难的，因为GPS信号传播进入室内 时有很大的衰减；第三，的GPS接收机中，在捕获GPS信号阶段，实际上要搜索所有可 能的频率和代码延迟空间，而由多普勒效应引起的频偏，使GPS接收机要搜索的频率范 围远不止一个，而是要搜索整个多普勒频偏的范围，这也就造成传统GPS接收机启动的 时间要很长。近几年来，定位技术不断发展，不基于GPS的定位方法也相继出现。例如，中国专利(申请)号为03105359.9的方法，通过一个目标源发出无线电 波，而搜索定位仪根据所探测到的所述目标源发出的无线电波来计算出其目标的方向和 距离以实现对目标源进行定位的一种方法。不需用到GPS，而且成本很低，不会因为建 筑等而信号受限，传播时延也非常小。不过，这种方法受限于距离，只能在八公里范围 内，一旦目标源与搜寻定位仪之间距离超过八公里，那么这种定位方法就不适用了。而 且，其应用仅限持搜寻定位仪者，其他人无法知道目标源的位置。再如，日本专利申请公布No. 11-275632揭示了一种不利用GPS这样的系统而改 进终端位置分辨度的方法，即终端测量从多信发射的无线电波的电场强度，并向具有 电场强度数据库和数据库的定位服务器发送测量结果，定向服务器对比测量结果检验存 储在上述数据库中的值，从而以比基站更细的分辨度输出终端位置。被估算的终端位置 依赖于终端对电场强度的测量精度，而事实上，等电场强度的区域通常是一个面，因此 这种定位到面的方式还是有较大的误差，不能精确地定位到点。同时，手机基站定位也在发展，手机基站定位大体分为两种单基站定位和基 站三角定位。单基站定位由于只由一个基站确定目标，它的精确度为基站的半径，一般 为100至300米定位误差。郊区基站分布密度低的地区误差可达数公里。而基站三角定 位系统需要更新基站设备，投资大、很难达到盈利的价格点而难以推广。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供两点一线的精确定位方法，对点定位，能使误差较小，然 后用这种方法与基于无线电发射和接收的搜寻导航系统结合起来，并于移动基站定位相 联系，能寻址或远或近或固定或移动的目标，能克服光靠基站定位而精度不高的不足； 又不会出现全球卫星定位系统那样易受物体屏壁影响，覆盖面不全的问题；又能解决单 纯的无线定位与接收装置距离有限的不足。本专利技术是通过以下技术方案实现的将相角仪 安装在基站上，其可接收无线信 号的范围不小于移动基站所覆盖区域范围，在可接收信号的范围内，上述相角仪可接收 至少一个以上的目标源发出的无线电波，并通过无线电波的相位差确定其方位角。每两个基站之间的距离是一定的，且是已知的。因此只要目标源相对于两个基站的 方位角通过安装在基站上相应的相角仪测定后，便可通过两角一线计算出目标源的位置。当要搜寻某一的目标源时，可在电脑上通过互联网向监控中心输入一组代码， 所述代码代表预定的目标源；监控中心广播相应的激活信号及目标代码；所述目标源收 到监控中心发送的激活信号后被激活，发出无线信号，与此同时，各相角仪接收到来自 监控中心的目标代码；接着，相角仪接收来自上述目标源的众多无线信号；相位仪将所 述目标代码及对每一无线信号进行查验，如果所述无线信号与目标代码相对应，所述相 角仪即可确定每一预定目标源的方位角，然后相角仪通过基站将数据传送到监控中心， 监控中心根据相邻两个相角仪传送上来的相角差及相邻基站的距离计算后就可以确定目 标源的具体位置，然后再向用户显示所述目标源的方位。由于移动的基站已成网络，这些基站上都装上相角仪，那么只在移动覆盖的网 络范围内，所有的目标都可以轻易地找到。为了实现上述方法，需要以下装置目标源、相角仪、基站、监控中心、用户端。通过通信基站所形成的网络将相角议测出的带有特定代码的目标源信号输送给 监控中心，用户端可独立测出在一定距离内的所需目标源的方位，或通过基站网络查找 全网络的所需目标的方位或相关信息。其中，所述目标源可以代表任何移动的或固定的目标物，所述目标源包括一 个发射端，此发射单元负责发送无线目标信号，代表一个或一组预定目标物；一个接收 端，用来接收由监控中心发送的激活信号和休眠信号，所述激活信号的作用是激活目标 源，所述休眠信号的作用使目标源进入休眠省电模式。由于目标源发出无线电波要消耗 能量，而且不间断地发送信号是没有必要的，所以大部分时间目标源是处于长时间间隙 发射状态，当监控中心广播的激活信号被目标源接收到后，目标源就被激活，然后根据 需求加快间隙发射频率发射带有其特定身份信息的无线电波。所述相角仪包括两个接收器和一个处理器，其中，接收器分别用来接收来自监 控中心的目标代码信号和来自目标源的无线电波，处理器用来将所述目标代码及对每一 无线信号进行查验，如果所述无线信号与目标代码相对应，即可确定预定目标源的方位 角，然后相角仪通过基站将数据传送到监控中心。所述基站可以是公用移动通信基站或者自主形成的基于一定通信协议标准的传 感器网络如 Zip Bee、802.11、802.15 等。所述监控中心是数据库和计算中心，存储了大量目标代码和目标源信息。它包括以下功能可以用来输入至少一个目标代码；向众目标源广播激活信号；向从相角仪 广播所需搜寻的目标源代码；接收至少从两个相角仪发出的同一目标源的方位角度信息 并计算出该目标源的绝对位置；向相角仪发送所需搜寻的目标源的身份识别代码及连入 互联网进行远程信息的交换。所述用户端可以是能测出一定距离内所需目标源与本用户端相对方位和距离的 手持相角议终端，或者只是一只与基站沟通的普通手机，或一台能上互联网的电脑。用 户端必须能输入并输出要查找的目标的代码。其目标代码有类别码和特定代码两种。类别码根据标准分大类及进一步细分小 类码。特定代码至少包含以下几部分之一或组合一个类别码，一个描述码，一个特定 地理地址码，一个特定名称。当用户向监控中心只输入类别代码时，监控中心将搜索数据库中所有含有此类 别码的信号；当筛选出含有此类别码的同类目标后，根据用户所要查找位置的距离远近 依次输出这些目标源的方位；显示所有接收到的同类目标的方位；当用户向监控中心输入特定目标代码时，监控中心搜索并筛选出此特定目标代 码信号，并显示在显示屏上。监控中心还可将类别码和特定码转换成归类名称和在各类下的特定目标名称， 并可通过互联网将信息显示在用户的显示屏上；特定目标名称按其搜索的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双基站的定位方法及系统，其特征在于：本系统至少包括一个及一个以上目标源，用来表示处于运动及静止状态的目标物；一个及一个以上的用户端，用来搜索、接收并显示目标源的方位信息及相关实时信息；两个及两个以上的通信基站，用来接收或发送无线信号；两个及两个以上的相角仪，相角分别安装在两个通信基站上用来测定目标源的方位角；一个及一个以上的监控中心，其中监控中心根据相角仪测定目标源分别相对于两个相邻通信基站的夹角及两个相邻通信基站的已知距离通过两角一线的方法计算出目标源的高精度方位信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于双基站的定位方法及系统，其特征在于本系统至少包括一个及一个以 上目标源，用来表示处于运动及静止状态的目标物；一个及一个以上的用户端，用来搜 索、接收并显示目标源的方位信息及相关实时信息；两个及两个以上的通信基站，用来 接收或发送无线信号；两个及两个以上的相角仪，相角分别安装在两个通信基站上用来 测定目标源的方位角；一个及一个以上的监控中心，其中监控中心根据相角仪测定目标 源分别相对于两个相邻通信基站的夹角及两个相邻通信基站的已知距离通过两角一线的 方法计算出目标源的高精度方位信息。2.根据权利要求1所述，其特征在于所述目标源包括一个发射端，此发射单元 负责发送无线目标信号，代表一个或一组预定目标物；一个接收端，用来接收由监控中 心发送的激活信号和休眠信号，所述激活信号的作用是激活目标源，所述休眠信号的作 用使目标源进入休眠省电模式，通常情况下目标源处于休眠状态。3.根据权利要求1所述，其特征在于所述相角仪可搜寻特定地理区域范围内的众 多目标，所述相角仪包括两个接收器和一个处理器，其中，接收器分别用来接收来自监 控中心的目标代码信号和来自目标源的无线信号电波，处理器用来将所述目标代码及对 收到的目标源的无线信号进行查验，如果所述无线信号与目标代码相对应，即可确定预 定目标源的方位角。...

【专利技术属性】
技术研发人员：白中泽，
申请(专利权)人：白中泽，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]