基于權(quán)重分析的多基站聯(lián)合定位算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及手機、平板電腦、手持GIS產(chǎn)品及其他能與移動基站連接的終端技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于權(quán)重分析的多基站聯(lián)合定位算法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的提高，位置服務(wù)已經(jīng)成為了日常生活中重要的一部分。地理信息系統(tǒng)(GIS)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、導(dǎo)航系統(tǒng)逐漸開始走入人們的視線，GPS車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，腕表式GIS系統(tǒng)等都為人們的出行提供了極大的方便。GPS技術(shù)的推廣應(yīng)用加速了定位技術(shù)的發(fā)展改進。傳統(tǒng)GPS模塊定位的優(yōu)勢在于定位精度高，無通信費用，但缺點也很明顯，如只能應(yīng)用在室外，需要專門的GPS模塊，以及存在定位速度慢、功耗較高等問題。
[0003]在實際應(yīng)用場景中，有時候需要一種應(yīng)用范圍更廣、門檻更低、速度快、能耗低的定位方式，而基站定位正適合這種使用環(huán)境。
[0004]一般來說，定位精度越高越好，但高精度的GPS定位同時也提高了使用門檻以及設(shè)備功耗，在手持設(shè)備等電池容量較少的終端上持續(xù)接收GPS信號會使設(shè)備能源很快耗盡。同時當(dāng)使用者進入室內(nèi)，無法接收GPS信號，也就失去了定位功能。
[0005]基站定位以降低一定精度為代價彌補了以上不足，在很多應(yīng)用場景中得以廣泛應(yīng)用。但TOA和TDOA等定位算法依賴電磁波傳輸時間，這就產(chǎn)生了兩個問題。一是多數(shù)情況下我們很難獲取這一變量，二是即便獲得變量，普通民用電子設(shè)備的最小時間單位是毫秒(ms)，而電磁波傳輸速度接近光速，毫秒級的誤差在換算成距離之后顯然過大了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種定位效果好的基于權(quán)重分析的多基站聯(lián)合定位算法。
[0007]考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，根據(jù)本發(fā)明公開的一個方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種基于權(quán)重分析的多基站聯(lián)合定位算法，它包括以下步驟:
[0009]I)建立三個基站信息對象A、B、C三點與定位點K ；
[0010]2)獲取到三個基站的相應(yīng)信息，分別是坐標(biāo)X、Y和相對強度R ;
[0011]3)將三個基站的強度Ra、Rb、Re做如下計算處理:
[0012](Ra/Rc)2+(Rb/Rc)2+l = T，則T為三個強度的權(quán)值總和；
[0013]4)計算出三個權(quán)值所對應(yīng)的權(quán)值比例:
[0014]U = (Ra/Rc)2/T，V = (Rb/Rc)2/T，W = 1/T ；
[0015]5)根據(jù)權(quán)值比例算出K點坐標(biāo):
[0016]Xk = U*Xa+V*Xb+W*Xc
[0017]Yk = U*Ya+V*Yb+W*Yc。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是:
[0019]本發(fā)明的一種基于權(quán)重分析的多基站聯(lián)合定位算法，彌補了 GPS定位方式和到達(dá)時間(TOA)、到達(dá)時間差(TDOA)等傳統(tǒng)基站定位算法的一些明顯不足，提高了基站定位的應(yīng)用范圍和定位速度，降低了使用門檻，拓展了 LBS服務(wù)范圍。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0021]為了定位速度快、能耗低并且誤差控制在幾百米范圍內(nèi)的定位解決方案，因此提出了本發(fā)明的實現(xiàn)方法來進一步擴大基站定位在日常生活中的應(yīng)用范圍。實現(xiàn)過程可以分為以下幾步:
[0022]I)建立三個基站信息對象A、B、C三點與定位點K，
[0023]獲取到三個基站的相應(yīng)信息，分別是坐標(biāo)(經(jīng)瑋度)X，Y和相對強度R ;
[0024]2)將三個基站的強度Ra、Rb、Re做如下計算處理:
[0025](Ra/Rc)2+ (Rb/Rc) 2+1 = T，則T為三個強度的權(quán)值總和；
[0026]3)經(jīng)過第三步的處理后，計算出三個權(quán)值所對應(yīng)的權(quán)值比例:
[0027]U = (Ra/Rc)2/T，V = (Rb/Rc)2/T，W = 1/T
[0028]4)根據(jù)權(quán)值比例算出K點坐標(biāo):
[0029]Xk= U*X a+V*Xb+ff*Xc
[0030]Yk= U*Y a+V*Yb+W*Yc
[0031]其中，Xa、Xb、X。分別表示三個基站信息對象A、B、C的經(jīng)度坐標(biāo)；
[0032]Ya、Yb、Y。分別表示三個基站信息對象A、B、C的瑋度坐標(biāo)；
[0033]至此，定位點K的經(jīng)瑋坐標(biāo)就已經(jīng)估算出來。
[0034]5)部分釋意偽代碼:
[0035]六、8、(:的結(jié)構(gòu):
[0036]{
[0037]Double x ；
[0038]Double y ；
[0039]Double r ；
[0040]}
[0041]K的結(jié)構(gòu):
[0042]{
[0043]Double x ；
[0044]Double y ；
[0045]}
[0046]Η計算總權(quán)值
[0047]Double T= (A.r/C.r)2+ (B.r/C.r) 2+l ；
[0048]//計算權(quán)值比例
[0049]Double U= (A.r/C.r)2/T ；
[0050]Double V= (B.r/C.r)2/T ；
[0051]Double W = 1/T ；
[0052]//根據(jù)權(quán)值比例估算K點坐標(biāo)
[0053]K.X = U*A.x+V*B.x+W*C.x ；
[0054]K.y = U*A.y+V*B.y+ff*C.y ；
[0055]綜上所述，通過權(quán)重分析的方法，能夠快速有效地估算出定位點的坐標(biāo)信息，一方面僅通過普通手機就能實現(xiàn)，降低了定位服務(wù)的門檻，另一方面也能為進一步進行精確定位提供參考信息。這種方式擴大了定位服務(wù)的應(yīng)用范圍，降低了定位服務(wù)的使用成本，為LBS服務(wù)的推廣，提供了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。
[0056]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分相互參見即可。
[0057]在本說明書中所談到的“一個實施例”、“另一個實施例”、“實施例”、等，指的是結(jié)合該實施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結(jié)合任一實施例描述一個具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點時，所要主張的是結(jié)合其他實施例來實現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0058]盡管這里參照本發(fā)明的多個解釋性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【主權(quán)項】
1.一種基于權(quán)重分析的多基站聯(lián)合定位算法，其特征在于它包括以下步驟:1)建立三個基站信息對象A、B、C三點與定位點K；2)獲取到三個基站的相應(yīng)信息，分別是坐標(biāo)X、Y和相對強度R；3)將三個基站的強度Ra、Rb、Re做如下計算處理:(Ra/Rc)2+(Rb/Rc)2+l = T，則T為三個強度的權(quán)值總和；4)計算出三個權(quán)值所對應(yīng)的權(quán)值比例:U = (Ra/Rc)2/T，V = (Rb/Rc)2/T，W = 1/T ；5)根據(jù)權(quán)值比例算出K點坐標(biāo):Xk = U*Xa+V*Xb+W*XcYk = U*Ya+V*Yb+W*Yc。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于權(quán)重分析的多基站聯(lián)合定位算法，1)建立三個基站信息對象A、B、C三點與定位點K；2)獲取到三個基站的相應(yīng)信息，分別是坐標(biāo)X、Y和相對強度R；3)將三個基站的強度Ra、Rb、Rc做如下計算處理：(Ra/Rc)2+(Rb/Rc)2+1＝T，則T為三個強度的權(quán)值總和；4)計算出三個權(quán)值所對應(yīng)的權(quán)值比例：U＝(Ra/Rc)2/T，V＝(Rb/Rc)2/T，W＝1/T；5)根據(jù)權(quán)值比例算出K點坐標(biāo)：Xk＝U*Xa+V*Xb+W*Xc，Yk＝U*Ya+V*Yb+W*Yc。通過本算法，提高了基站定位的應(yīng)用范圍和定位速度，降低了使用門檻。
【IPC分類】H04W64-00
【公開號】CN104684079
【申請?zhí)枴緾N201510065237
【發(fā)明人】李哲, 楊騏彰, 楊赟捷
【申請人】四川長虹電器股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月6日