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長距離移動(dòng)定位技術(shù)與室內(nèi)定位技術(shù)

云知道

作者：馬玉秋; 龍承志; 沈樹群
美國聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)于1996年下達(dá)指示要求移動(dòng)運(yùn)營商為移動(dòng)電話用戶提供E-911(緊急救援)服務(wù)，這就要求對所有移動(dòng)電話用戶實(shí)現(xiàn)定位功能，同時(shí)，F(xiàn)CC又于1999年對定位精度做出新的要求 。
FCC的這些舉措大大促進(jìn)了關(guān)于定位技術(shù)及其服務(wù)業(yè)務(wù)研究的發(fā)展，很多國家開始致力于研究商用定位技術(shù)并推出了各具特色的商用定位服務(wù) 。近幾年，全球移動(dòng)用戶的數(shù)量迅猛發(fā)展，為商用位置服務(wù)提供了極其誘人的市場前景 。有關(guān)報(bào)道猜測，2006年全球移動(dòng)用戶的半數(shù)有望成為位置服務(wù)用戶，其業(yè)務(wù)收入可達(dá)185億美元 。相關(guān)的位置服務(wù)業(yè)務(wù)可包括：緊急求救電話服務(wù)、物流治理、商業(yè)求助電話服務(wù)、個(gè)人問詢服務(wù)、車輛導(dǎo)航服務(wù)、特定跟蹤服務(wù)等等 。
1、移動(dòng)定位技術(shù)
【長距離移動(dòng)定位技術(shù)與室內(nèi)定位技術(shù)】 移動(dòng)定位技術(shù)是利用無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，通過對接收到的無線電波的一些參數(shù)進(jìn)行測量，根據(jù)特定的算法對某一移動(dòng)終端或個(gè)人在某一時(shí)間所處的地理位置進(jìn)行精確測定，以便為移動(dòng)終端用戶提供相關(guān)的位置信息服務(wù)，或進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測和跟蹤 。根據(jù)移動(dòng)定位的基本原理，移動(dòng)定位大致可分為兩類：基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)和基于移動(dòng)終端的定位技術(shù)，還有的把這兩者的混合定位作為第三種定位技術(shù) 。
1.1基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)
基于Cell-ID的定位技術(shù)：該技術(shù)又稱起源蜂窩小區(qū)(CellOfOrigin)定位技術(shù) 。每個(gè)小區(qū)都有自己特定的小區(qū)標(biāo)識(shí)號(hào)(Cell-ID)，當(dāng)進(jìn)入某一小區(qū)時(shí)，移動(dòng)終端要在當(dāng)前小區(qū)進(jìn)行注冊，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中就會(huì)有相應(yīng)的小區(qū)ID標(biāo)識(shí) 。系統(tǒng)根據(jù)采集到的移動(dòng)終端所處小區(qū)的標(biāo)識(shí)號(hào)來確定移動(dòng)終端用戶的位置 。這種定位技術(shù)在小區(qū)密集的地區(qū)精度較高且易于實(shí)現(xiàn)，無需對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)做較大的改動(dòng)，得到廣泛的應(yīng)用 。
到達(dá)時(shí)間TOA(TimeOfArrival)定位技術(shù)：移動(dòng)終端發(fā)射測量信號(hào)到達(dá)3個(gè)以上的基站，通過測量到達(dá)所用的時(shí)間(須保證時(shí)間同步)，并施以特定算法的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對移動(dòng)終端的定位 。在該算法中，移動(dòng)終端位于以基站為圓心，移動(dòng)終端和基站之間的電波傳輸距離為半徑的圓上，三個(gè)圓的交點(diǎn)即為移動(dòng)終端所在的位置 。
到達(dá)時(shí)間差TDOA(TimeDifference0fArrival)定位技術(shù)：移動(dòng)終端對基站進(jìn)行監(jiān)聽并測量出信號(hào)到達(dá)兩個(gè)基站的時(shí)間差，每兩個(gè)基站得到一個(gè)測量值，形成一個(gè)雙曲線定位區(qū)，這樣，三個(gè)基站得到2個(gè)雙曲線定位區(qū)，求解出它們的交結(jié)點(diǎn)并施以附加條件就可以得到移動(dòng)終端的確切位置 。由于所測量為時(shí)間差而非絕對時(shí)間，不必滿足時(shí)間同步的要求，所以TDOA備受關(guān)注 。
增強(qiáng)型觀測時(shí)間差E-OTD(Enhanced-ObservedTimeDifference)定位技術(shù)：在無線網(wǎng)絡(luò)中放置若干位置接收器或參考點(diǎn)作為位置測量單元LMU，參考點(diǎn)都有一個(gè)精確的定時(shí)源，當(dāng)具有E-OTD功能的手機(jī)和LMU接收到3個(gè)以上的基站信號(hào)時(shí)，每個(gè)基站信號(hào)到達(dá)兩者的時(shí)間差將被算出來，從而估算出手機(jī)所處的位置 。這項(xiàng)定位技術(shù)定位精度較高但硬件實(shí)現(xiàn)也復(fù)雜 。
角度達(dá)到AOA(ArrivalofAngle)定位技術(shù)：這種定位技術(shù)的首要條件是基站需裝設(shè)陣列智能天線 。通過這種天線測出基站與發(fā)送信號(hào)的移動(dòng)終端之間的角度，進(jìn)一步確定兩者之間的連線，這樣移動(dòng)終端與兩個(gè)基站可得到兩條連線，其交點(diǎn)即為待測移動(dòng)終端的位置 。該定位技術(shù)的缺點(diǎn)是所需智能天線要求較高，且有定位盲點(diǎn) 。
1.2基于移動(dòng)終端的定位技術(shù)
該定位技術(shù)的原理是：多個(gè)已知位置的基站發(fā)射信號(hào)，所發(fā)射信號(hào)攜帶有與基站位置有關(guān)的特征信息，當(dāng)移動(dòng)終端接收到這些信號(hào)后，確定其與各基站之間的幾何位置關(guān)系，并根據(jù)相關(guān)算法對其自身位置進(jìn)行定位估算，從而得到自身的位置信息 。具有較高的定位精度 。但其致命的缺陷是需要手機(jī)參與定位參數(shù)的測量并進(jìn)行坐標(biāo)位置的計(jì)算，必須對手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的軟硬件加以改造或升級(jí)，目前傾向的做法是在手機(jī)內(nèi)集成GPS接收機(jī)，加大了手機(jī)的能耗，而且從商用角度來看很難做到大面積的推廣和使用 。

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