[發明專利]利用加權脊形回歸定位

無效

• 申請號: 01112116.5
• 申請日: 2001-03-29
• 公開（公告）號: CN1351264A
• 公開（公告）日: 2002-05-29
• 發明（設計）人: 伊伯拉希姆·泰基;陳華;達人
• 申請（專利權）人: 朗迅科技公司
• 主分類號: G01S5/10
• 分類號: G01S5/10;G01C21/00;G06F17/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 蔣世迅

本發明涉及利用諸如基于衛星和/或無線網絡等的測距方式，測量像無線移動設備那樣的終端的位置。

諸如全球定位系統(GPS)的基于衛星的導航系統能為世界范圍內的用戶提供精確的位置信息。基于衛星的導航系統要求終端能檢測來自至少3個衛星的信號以確定其位置。當接收到來自3個衛星的GPS信號時，就能確定該終端的“二維”位置(例如，緯度和經度)。當從4個或更多個衛星接收到GPS信號時，就能確定其“三維”位置(例如，緯度、經度和高度)。然而這些先決條件不總是能令人滿意，尤其是比如因終端位于一個建筑物內而使一個或多個直射衛星信號被遮斷時。

當該終端為一個無線通信網絡中的一個移動設備或其它無線通信設備時，也可根據該無線網絡內可用的距離測量來確定其位置，如往返時延(RTD)和導頻相位偏置(PPO)。RTD為從一個蜂窩基站發送一個信號到該移動設備再返回該基站所用的時間。PPO為移動臺所接收的導頻信號的碼相位測量。如果可得到對應于3個或更多個基站的RTD和/或PPO測量，那么該移動設備的位置就可利用基于無線網絡的定位技術確定，這些技術包括常規三角測量方案，諸如到達時差或到達角。

這種基于無線網絡的定位技術的一個缺陷是，定位精度典型地低于基于衛星的定位技術精度。另一個問題是，不一定總是能得到3個或更多個基于無線網絡的距離測量用于位置計算。

本發明提出了一種能在一個無線通信網絡中定位移動設備的技術，在該無線通信網絡中，該移動設備配置一個全球定位系統(GPS)接收機或其它基于衛星的導航系統接收機。根據本發明的具體實現，可通過結合基于衛星的測量和基于無線網絡的測量來確定移動設備的位置。由此，當實際得到的信號數少于常規基于衛星的定位技術所要求的最小衛星信號數時，本發明也可用于確定移動設備的位置。此外，本發明可用于提供相比常規基于無線網絡的定位技術更為精確的定位。

結合基于衛星的距離測量與基于無線網絡的距離測量來定位無線設備的常規方案仍無法得到所預期的結果，這是由于存在下述幾個原因。其中一個問題是，來自不同測量來源的測量質量相差太大。例如，在基于無線網絡的定位技術中所使用的往返時延(RTD)和/或導頻相位偏置(PPO)測量誤差，可能比在基于衛星的定位技術中所使用的GPS偽距誤差要大10倍。GPS偽距測量誤差典型地約為10-25米，而典型的RTD測量誤差約為40-100米。簡單地組合基于衛星的距離測量與基于無線網絡的距離測量(例如，在常規的最小均方(LMS)三角測量算法中)，而不考慮相應的測量質量可能會給定位精度造成負面影響。

常規結合方案的另一問題是，沒有采取措施來減小不希望出現的幾何分布的影響。不希望出現的幾何分布是指，相對于各種測距源(即，衛星和/或基站)，使移動設備的三維甚至二維位置難以精確確定的移動設備的一定方位。例如，當移動設備和三個或更多個不同測距源幾乎都位于同一平面時，就很難得到精確的三維定位。類似地，當移動設備和兩個或多個不同測距源幾乎都在同一條直線上時，就很難得到精確的二維或三維定位。在這些情況下，就產生了稱之為精度的幾何弱化(dilution)(GDOP)的位置誤差。當存在這種情況時，眾所周知，該測距誤差在常規LMS三角測量算法中可被極大地放大。

由于存在上述問題，簡單地將常規LMS三角測量算法應用到基于衛星的距離測量和基于無線網絡的距離測量組合來定位無線設備的結合方案將一般收不到滿意的效果。

本發明提出了一種有效地結合基于衛星和基于無線網絡的距離測量，來為一個無線通信網絡中的移動設備提供精確定位的技術。本發明的實施例使用下面的一種或全部兩種技術：(1)加權策略，即根據測距精度的置信度，為每個不同距離測量分配一個適當的加權(例如，為基于衛星和基于無線網絡的距離測量分配不同的加權)，和(2)脊形回歸策略，即減小幾何弱化精度對所計算位置的均方誤差的影響。本發明可用于提高移動設備的定位精度，而且不要求用來定位移動設備的所有測距都來自同一類型的測量源(例如，全為基于衛星的距離測量或全為基于無線網絡的距離測量)。

在一個實施例中，本發明提出了一種用于定位一個終端的方法，該方法包括步驟：(a)為對應于相對該終端的三個或多個不同測距源的一組三個或多個距離測量中的至少一個距離測量分配一個加權值，以生成一組加權的距離測量；(b)為一個插入參數分配一個值；以及(c)根據該組加權的距離測量與插入參數執行加權脊形回歸(WRR)處理，以確定一個表示終端位置的WWR估計。