最新信息技术-远距离定位寻找移动的物体

2016-05-16 10:07:48     来源: 贤集网

最新信息技术-远距离定位寻找移动的物体

移动定位技术是利用无线移动通信网络,通过对接收到的无线电波的一些参数进行测量,根据特定的算法对某一移动终端或个人在某一时间所处的地理位置进行精确测定,以便为移动终端用户提供相关的位置信息服务,或进行实时的监测和跟踪。根据移动定位的基本原理,移动定位大致可分为两类:基于移动网络的定位技术和基于移动终端的定位技术,还有的把这两者的混合定位作为第三种定位技术。

1.1 基于移动网络的定位技术

基于Cell-ID的定位技术:该技术又称起源蜂窝小区(Cell Of Origin)定位技术。每个小区都有自己特定的小区标识号(Cell-ID),当进入某一小区时,移动终端要在当前小区进行注册,系统的数据中就会有相应的小区ID标识。系统根据采集到的移动终端所处小区的标识号来确定移动终端用户的位置。这种定位技术在小区密集的地区精度较高且易于实现,无需对现有网络和手机做较大的改动,得到广泛的应用。

到达时间TOA(Time Of Arrival)定位技术:移动终端发射测量信号到达3个以上的基站,通过测量到达所用的时间(须保证时间同步),并施以特定算法的计算,实现对移动终端的定位。在该算法中,移动终端位于以基站为圆心,移动终端和基站之间的电波传输距离为半径的圆上,三个圆的交点即为移动终端所在的位置。

到达时间差TDOA(Time Difference 0f Arrival)定位技术:移动终端对基站进行监听并测量出信号到达两个基站的时间差,每两个基站得到一个测量值,形成一个双曲线定位区,这样,三个基站得到2个双曲线定位区,求解出它们的交结点并施以附加条件就可以得到移动终端的确切位置。由于所测量为时间差而非绝对时间,不必满足时间同步的要求,所以TDOA备受关注。

增强型观测时间差E-OTD(Enhanced-Observed Time Difference)定位技术:在无线网络中放置若干位置接收器或参考点作为位置测量单元LMU,参考点都有一个精确的定时源,当具有E-OTD功能的手机和LMU接收到3个以上的基站信号时,每个基站信号到达两者的时间差将被算出来,从而估算出手机所处的位置。这项定位技术定位精度较高但硬件实现也复杂。

角度达到AOA(Arrival of Angle)定位技术:这种定位技术的首要条件是基站需装设阵列智能天线。通过这种天线测出基站与发送信号的移动终端之间的角度,进一步确定两者之间的连线,这样移动终端与两个基站可得到两条连线,其交点即为待测移动终端的位置。该定位技术的缺点是所需智能天线要求较高,且有定位盲点。

1.2 基于移动终端的定位技术

该定位技术的原理是:多个已知位置的基站发射信号,所发射信号携带有与基站位置有关的特征信息,当移动终端接收到这些信号后,确定其与各基站之间的几何位置关系,并根据相关算法对其自身位置进行定位估算,从而得到自身的位置信息。具有较高的定位精度。但其致命的缺陷是需要手机参与定位参数的测量并进行坐标位置的计算,必须对手机和网络的软硬件加以改造或升级,目前倾向的做法是在手机内集成GPS接收机,加大了手机的能耗,而且从商用角度来看很难做到大面积的推广和使用。

目前已提出的基于移动终端的定位技术主要包括:下行链路观测到达时间差(OTDOA)方法、基于GPS的定位技术,如差分GPS(DGPS)、辅助GPS(A-GPS)等。根据技术发展动态,我们把重点集中于DGPS和A-GPS上:(1)GPS定位技术经过多年的发展,由于其定位精度高、覆盖范围广的优点,在军事用途中发挥着巨大的作用,近几年开始向各个领域渗透并得到广泛的应用。差分GPS技术可以提高GPS系统的定位精度。原理是:基准接收机对自己实施定位,得到的定位结果与自己的确知的地理位置相比较得到差值,该差值被用作公共误差修正值,对与基准接收处于同一区域且共用四颗卫星进行定位的移动接收机来说,它们显然具有相同的公共误差。因此借助于公共误差修正值可以修正移动接收机的定位结果,从而提高定位精度。 (2)采用GPS对移动台直接定位时,首次定位需要较长的时间,这对于紧急救援的业务是不允许的。A-GPS可以有效地解决这个问题。利用辅助GPS进行定位时,GPS参考网络可将辅助的定位信息通过无线通信网络传送给移动台,可减小搜索时间,使定位时间降至几秒钟,而且辅助的定位信息也为在信号严重衰落的市区或室内应用GPS定位技术提供了可能。另外,由于在两次定位间歇期间GPS接收机可处于休眠状态,所以可以降低手机的能耗。综上所述,AGPS弥补传统的GPS定位技术的缺陷,使得GPS突破定位界限实现室内GPS定位。

  


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