一種不依賴移動(dòng)終端gps信號(hào)的定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種不依賴移動(dòng)終端GPS信息的定位方法。本發(fā)明結(jié)合地理信息建立的基站或WIFI AP道路覆蓋指紋地圖數(shù)據(jù)庫，通過算法將二維平面定位問題轉(zhuǎn)化為一維定位，結(jié)合道路的信號(hào)覆蓋變化特征與移動(dòng)終端匹配來實(shí)現(xiàn)位置定位。本發(fā)明所依賴的專用全制式無線信號(hào)偵測(cè)設(shè)備已經(jīng)很成熟并且已經(jīng)在網(wǎng)優(yōu)及其他特定領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，該定位方法所依賴的數(shù)據(jù)來源可以實(shí)現(xiàn)；另一方面，很多單位針對(duì)WLAN指紋地圖定位方法進(jìn)行了深入研究，其某些思想也可以被借鑒在本發(fā)明算法設(shè)計(jì)優(yōu)化中。
【專利說明】
一種不依賴移動(dòng)終端GPS信號(hào)的定位方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，它涉及一種不依賴移動(dòng)終端GPS信息的定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 位置服務(wù)在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)應(yīng)用時(shí)代具有巨大市場(chǎng)。GPS定位方式已經(jīng)被廣 泛應(yīng)用，但在很多情況下無法獲取GPS信息，比如高樓大廈林立的市區(qū)、高架下的道路、景區(qū) 室內(nèi)場(chǎng)館、不方便直接獲取移動(dòng)終端GPS信息的場(chǎng)景。針對(duì)與這些場(chǎng)景，尤其是室內(nèi)場(chǎng)景，現(xiàn) 有一些定位手段，比如:WLAN指紋地圖定位方法、藍(lán)牙信號(hào)定位方法、射頻信號(hào)發(fā)射定位方 法等。
[0003] 通過加裝射頻發(fā)射裝置的方式實(shí)現(xiàn)的定位方法增加了定位服務(wù)的成本，并且無法 實(shí)現(xiàn)廣闊區(qū)域室外定位服務(wù)。
[0004] GPS定位方法、WLAN指紋地圖定位方法和射頻信號(hào)定位方法的定位思想是定位終 端在空間中可能的位置然后通過算法進(jìn)行定位。只能采用大量定位位置點(diǎn)來描述移動(dòng)終端 軌跡，并沒有考慮定位位置點(diǎn)之間是否有內(nèi)在聯(lián)系。實(shí)際當(dāng)移動(dòng)終端運(yùn)動(dòng)時(shí)，移動(dòng)終端運(yùn)行 軌跡上點(diǎn)與點(diǎn)之間是可以有關(guān)聯(lián)的。移動(dòng)通信基站或WIFI AP信號(hào)覆蓋的道路，其道路覆蓋 的信號(hào)強(qiáng)度變化是有規(guī)律的，這種規(guī)律體現(xiàn)了地理特征。通過基于道路信號(hào)強(qiáng)度變化的特 征與移動(dòng)終端接收信號(hào)強(qiáng)度變化特征的比對(duì)，可以進(jìn)行移動(dòng)終端位置定位，這種定位方式 與傳統(tǒng)方式本質(zhì)不同在于，它采用運(yùn)動(dòng)軌跡特征來進(jìn)行定位。這種方式將完全不依賴移動(dòng) 終端的GPS信號(hào)即可以實(shí)現(xiàn)位置定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為某些場(chǎng)合提供一種不依賴移動(dòng)終端GPS信息的定位方法，一方 面，該定位方法所依賴的專用全制式無線信號(hào)偵測(cè)設(shè)備已經(jīng)很成熟并且已經(jīng)在網(wǎng)優(yōu)及其他 特定領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，該定位方法所依賴的數(shù)據(jù)來源可以實(shí)現(xiàn);另一方面，很多單位針對(duì)WLAN 指紋地圖定位方法進(jìn)行了深入研究，其某些思想也可以被借鑒在本發(fā)明中，本發(fā)明就是結(jié) 合地理信息建立的基站或WIFI AP道路覆蓋指紋地圖數(shù)據(jù)庫，通過算法將二維平面定位問 題轉(zhuǎn)化為一維定位，結(jié)合道路的信號(hào)覆蓋變化特征與移動(dòng)終端匹配來實(shí)現(xiàn)位置定位。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0007] 專用無線信號(hào)偵測(cè)設(shè)備用于采集全制式無線信號(hào)城市、景區(qū)等特定區(qū)域道路覆蓋 信息，全制式無線信號(hào)包括:移動(dòng)GSM、TD-SCDMA、TDD-LTE;聯(lián)通GSM、WCDMA、roD;電信CDMA、 CDMA2000、FDD;WIFI AP。
[0008] 所述的"全制式無線信號(hào)城市、景區(qū)等特定區(qū)域道路覆蓋信息"結(jié)合地圖地理信息 以特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)于"全制式移動(dòng)通信基站城市道路覆蓋信息指紋地圖數(shù)據(jù)庫"。
[0009] 所述的"全制式移動(dòng)通信基站城市道路覆蓋信息指紋地圖數(shù)據(jù)庫"，還包括道路地 理信息、基站或WIFI AP在所測(cè)點(diǎn)的LAC，CI，RSS或Relev、道路識(shí)別分類信息等信息，這些信 息可以通過算法分析得出移動(dòng)通信基站或WIFI覆蓋范圍。
[0010] 所述的"移動(dòng)通信基站或WIFI覆蓋范圍"是由道路上實(shí)際路測(cè)基站切換點(diǎn)來確定 的，覆蓋范圍內(nèi)的基站道路覆蓋信息形成進(jìn)行覆蓋區(qū)域算法特征分析子數(shù)據(jù)庫。
[0011] 所述的"基于某個(gè)基站或WIFI AP道路覆蓋特征的覆蓋區(qū)域算法特征分析子數(shù)據(jù) 庫"的數(shù)據(jù)將通過算法進(jìn)行分類，分類的數(shù)量大于等于該基站或WIFI AP所覆蓋道路的數(shù) 量，每個(gè)基于道路的數(shù)據(jù)分類形成在該基站或WIFI AP覆蓋范圍內(nèi)的道路基站信息數(shù)據(jù)子 庫。
[0012]所述的"基站或WIFI AP覆蓋范圍內(nèi)的道路基站信息數(shù)據(jù)子庫"中的數(shù)據(jù)通過算法 進(jìn)行擬合，擬合的結(jié)果是以道路地理信息為自變量的該特定基站覆蓋道路強(qiáng)度變化函數(shù)。
[0013] 所述的"特定基站覆蓋道路強(qiáng)度變化函數(shù)"的是以道路地理信息為自變量的一維 函數(shù)，當(dāng)知道移動(dòng)終端的駐留基站小區(qū)號(hào)(LAC，CI)和Relev(接收電平信號(hào)強(qiáng)度)就可以通 過反算得出可能的地理位置，該地理位置可能不是唯一的，當(dāng)我們可以確定幾段可能的線 段，當(dāng)移動(dòng)終端行進(jìn)一段時(shí)間，就可以得出移動(dòng)終端的在特定基站范圍內(nèi)覆蓋道路強(qiáng)度變 化特征，通過算法進(jìn)行擬合的特征曲線與區(qū)域內(nèi)特定基站覆蓋道路強(qiáng)度變化函數(shù)曲線進(jìn)行 匹配分析，再通過算法修正，得出移動(dòng)終端的準(zhǔn)確起始點(diǎn)，然后根據(jù)移動(dòng)終端實(shí)時(shí)上報(bào)信 息，通過算法就可以將其實(shí)時(shí)軌跡在地圖上再現(xiàn)。
[0014] 本發(fā)明具有的有益效果是:本發(fā)明提供了一種無需安裝射頻發(fā)射裝置既可以實(shí)現(xiàn) 不依賴移動(dòng)終端GPS信息的定位方法。
【附圖說明】
[0015] 圖1城市某條公路示意圖；
[0016] 圖2城市道路地理信息示意圖；
[0017]圖3為定位思路的邏輯框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
[0019]如圖1所示，在周圍有多個(gè)基站覆蓋的情況下，每個(gè)(LAC，CI)的值對(duì)應(yīng)一個(gè)小區(qū)， 圖中8，13，(3，(1#3^均是街道上小區(qū)的分界點(diǎn)。兩點(diǎn)之間的路段都處在同一個(gè)通信小區(qū)，每 個(gè)通信小區(qū)的街道長度多數(shù)在IOOm到300m之間，一般不超過500m。顯然每條道路對(duì)應(yīng)的小 區(qū)排列順序和RSS值的變化規(guī)律是不一樣的，每條道路的信號(hào)強(qiáng)度擬合函數(shù)具有唯一性，這 是定位的前提。
[0020]如圖2所示在建立"基站或WIFI AP覆蓋范圍內(nèi)的道路基站信息數(shù)據(jù)子庫"的基礎(chǔ) 上，移動(dòng)終端持續(xù)上報(bào)(LAC，CI )，RSS，時(shí)間等信息。
[0021 ]首先，根據(jù)初始to時(shí)刻的（LAC，CI)〇的值確定終端設(shè)備所在的通信小區(qū)，而將初始 的RSS值匹配該小區(qū)各街道的子數(shù)據(jù)庫和擬合函數(shù)RSS1(X)，這個(gè)RSS值可能不會(huì)直接匹配 上，但可以取RSS± Srss這樣一個(gè)區(qū)間，其中Srss的大小視具體情況而定。可能得出與A、B、C三 點(diǎn)所在區(qū)域相對(duì)應(yīng)，此時(shí)尚不能確定初始點(diǎn)具體位置。
[0022]隨著后續(xù)數(shù)據(jù)的采集，短時(shí)間內(nèi)，當(dāng)(LAC，CI)不變，即移動(dòng)終端所在小區(qū)未發(fā)生變 化時(shí)?？梢砸罁?jù)^ (間斷點(diǎn)和不可微點(diǎn)用前后RSS值之差除以位移）的正負(fù)，和擬合函數(shù) dt 一次導(dǎo)數(shù)的正負(fù)相比對(duì)，判斷移動(dòng)終端的行進(jìn)方向，正負(fù)相同，則行進(jìn)方向和擬合函數(shù)坐標(biāo) 系正方向相同。將如到七之間的數(shù)據(jù)與A、B、C所在的街道路段的子數(shù)據(jù)庫相匹配。此時(shí)由于 每條道路的子數(shù)據(jù)庫和擬合函數(shù)RSS 1(X)等道路特征信息具有唯一性，所以只要移動(dòng)終端 在道路上，就必然會(huì)和A、B、C某一道路相吻合，如果匹配不上，說明不在道路上。假設(shè)最后確 定為A點(diǎn)所在街道，則初始點(diǎn)為A點(diǎn)，行進(jìn)方向向北。然后通過算法修正初始定位點(diǎn)，和移動(dòng) 終端的移動(dòng)軌跡信息，最后將移動(dòng)終端的運(yùn)動(dòng)在地圖上再現(xiàn)。
[0023]如果后續(xù)數(shù)據(jù)中（LAC，CI)發(fā)生變化，即移動(dòng)終端所在小區(qū)發(fā)生變化，在運(yùn)動(dòng)距離 超過IOOm的情況下，（LAC，CI)是很有可能變化的；初始點(diǎn)在小區(qū)間分界點(diǎn)時(shí)，也可能發(fā)生變 化的。在初始點(diǎn)可能存在的街道上，恰好有兩個(gè)相同的(LAC，CI)之間變換的可能性很小，這 樣就排除了多數(shù)的可能初始點(diǎn)。假設(shè)A、B兩點(diǎn)附近都有這樣的小區(qū)切換，則移動(dòng)終端兩個(gè)可 能初始點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向可以確定。將此方向上后續(xù)采集數(shù)據(jù)和該方向路段子數(shù)據(jù)庫相匹配， 后面步驟同上。
[0024]如果(LAC，Cl)未發(fā)生變化，而且RSS也基本不變，說明移動(dòng)終端只在一個(gè)很小的區(qū) 域移動(dòng)，或者保持靜止。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種不依賴移動(dòng)終端GPS信息的定位方法，是基于全制式移動(dòng)通信基站城市道路覆 蓋信息指紋地圖數(shù)據(jù)庫與移動(dòng)終端上報(bào)的基站信息進(jìn)行特征比對(duì)分析進(jìn)行位置定位的方 法，全制式移動(dòng)通信基站覆蓋信息指紋地圖數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是由專用無線信號(hào)偵測(cè)設(shè)備采 集，其特征在于： 所述的專用無線信號(hào)偵測(cè)設(shè)備用于采集全制式無線信號(hào)城市或景區(qū)的區(qū)域道路覆蓋 信息，全制式無線信號(hào)包括:移動(dòng)GSM、TD-SCDMA、TDD-LTE;聯(lián)通GSM、WCDMA、H)D;電信CDMA、 CDMA2000、FDD;WIFI AP; 所述的全制式無線信號(hào)城市或景區(qū)的區(qū)域道路覆蓋信息結(jié)合地圖地理信息以設(shè)定的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)于全制式移動(dòng)通信基站城市道路覆蓋信息指紋地圖數(shù)據(jù)庫； 所述的全制式移動(dòng)通信基站城市道路覆蓋信息指紋地圖數(shù)據(jù)庫還包括道路地理信息、 基站或WIFI AP在所測(cè)點(diǎn)的RSS或Relev、道路識(shí)別分類信息，這些信息通過算法分析得出移 動(dòng)通信基站或WIFI覆蓋范圍； 所述的移動(dòng)通信基站或WIFI覆蓋范圍是由道路上實(shí)際路測(cè)基站切換點(diǎn)來確定的，覆蓋 范圍內(nèi)的基站道路覆蓋信息形成進(jìn)行覆蓋區(qū)域算法特征分析子數(shù)據(jù)庫； 所述的覆蓋區(qū)域算法特征分析子數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)通過算法進(jìn)行分類，分類的數(shù)量大于等 于基站或WIFI AP所覆蓋道路的數(shù)量，每個(gè)基于道路的數(shù)據(jù)分類形成在該基站或WIFI AP覆 蓋范圍內(nèi)的道路基站信息數(shù)據(jù)子庫； 所述的道路基站信息數(shù)據(jù)子庫中的數(shù)據(jù)通過算法進(jìn)行擬合，擬合的結(jié)果是以道路地理 信息為自變量的該特定基站覆蓋道路強(qiáng)度變化函數(shù)； 所述的特定基站覆蓋道路強(qiáng)度變化函數(shù)是以道路地理信息為自變量的一維函數(shù)，當(dāng)知 道移動(dòng)終端的駐留基站小區(qū)號(hào)和Relev就可以通過反算得出可能的地理位置，該地理位置 可能不是唯一的，當(dāng)移動(dòng)終端行進(jìn)一段時(shí)間，就可以得出移動(dòng)終端的在特定基站范圍內(nèi)覆 蓋道路強(qiáng)度變化特征，通過算法進(jìn)行擬合的特征曲線與區(qū)域內(nèi)特定基站覆蓋道路強(qiáng)度變化 函數(shù)曲線進(jìn)行匹配分析，得出移動(dòng)終端的準(zhǔn)確起始點(diǎn)，然后根據(jù)移動(dòng)終端實(shí)時(shí)上報(bào)信息，通 過算法就可以將其實(shí)時(shí)軌跡在地圖上再現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】H04W64/00GK105916153SQ201610316323
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】元廣杰, 苑鵬, 李小東, 江照意, 江覺慶, 郭志濰
【申請(qǐng)人】無錫神探電子科技有限公司