[發(fā)明專利]無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)及其定位方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910259931.2
• 申請日: 2006-11-02
• 公開（公告）號: CN101795488A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖應(yīng)成;孫長征
• 申請（專利權(quán)）人: 西安西谷微功率數(shù)據(jù)技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: H04W52/04
• 分類號: H04W52/04;H04W64/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛

本申請是申請?zhí)枮?00610022177.7、申請日為2006年11月2日、發(fā)明名稱為“無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)及其定位方法”的中國發(fā)明申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及定位技術(shù)，特別涉及一種無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)及其定位方法。

背景技術(shù)

定位技術(shù)到目前為止，都是采用的無線信號定位的方法。現(xiàn)有定位系統(tǒng)，基本上可以分為以GPS為代表的定位系統(tǒng)和以移動通信網(wǎng)絡(luò)為代表的無線網(wǎng)絡(luò)(包括GSM、CDMA網(wǎng)絡(luò))定位系統(tǒng)。

GPS定位技術(shù)：

被定位物體通過與之相連的GPS接收終端，同時接收四顆(至少三顆)GPS衛(wèi)星發(fā)射的定位信號，計算出該物體所處的經(jīng)緯度和高度坐標(biāo)(X，Y，Z)而實現(xiàn)定位。這種X，Y，Z位置坐標(biāo)信息，在一般實際應(yīng)用中，必須與電子地圖配合使用，而且，往往還需要轉(zhuǎn)換為我們所熟悉的地理位置信息，例如街道名稱，具體參考地點等，才能真正方便使用。在對移動目標(biāo)，例如車輛定位時，還需要將所算出位置信息，通過現(xiàn)有移動通信網(wǎng)絡(luò)，傳給控制中心，才能真正到達(dá)定位的目的——對車輛的管理、監(jiān)控。就移動目標(biāo)定位而言，GPS定位系統(tǒng)至少需要GPS衛(wèi)星、GPS接收機、移動通信網(wǎng)絡(luò)、移動通信終端(GMS或CDMA收發(fā)模塊)及控制中心才能實現(xiàn)。GPS定位系統(tǒng)的缺點，除了建立定位系統(tǒng)的成本及運營成本高以外(包括移動網(wǎng)絡(luò)使用費)，它的使用在城市中還受到極大的限制。因為使用GPS設(shè)備的重要前提之一，是GPS接收機與衛(wèi)星之間有直射路徑，而GPS信號在建筑物密集的城區(qū)及建筑物內(nèi)部存在信號接收盲區(qū)。另外GPS定位還要受到多徑效應(yīng)和許多其他因素的影響，包括初始定位信號捕獲時間較長等(通常為0.5～15min)。現(xiàn)場實驗表明，在高樓林立的城市，安裝GPS接收機的公交車輛，能夠正常接收GPS定位信號的概率大約為70％左右。在一些特殊場合，如鋼筋混凝土建筑物內(nèi)、地下室或礦井中，則完全收不到GPS信號。

移動通信網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)：

基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)，除了要對現(xiàn)有移動網(wǎng)絡(luò)的布局，網(wǎng)絡(luò)基站和移動終端的軟件和硬件做較大的改變外，它的使用，還要受到城市中非視距傳播、多徑效應(yīng)和多址干擾等因素的極大影響。在網(wǎng)絡(luò)布局上，一般要求移動終端，能夠同時與3個或3個以上基站，進行直接通信，通過各種復(fù)雜的測距、測向來確定移動終端的位置。而現(xiàn)有移動通信網(wǎng)絡(luò)，主要考慮的是語音通信，因而，很難滿足定位的要求。

綜上所述，現(xiàn)有定位技術(shù)和方法的主要缺點是，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資大，運營費用高，不能在城市，或礦山井下等復(fù)雜的環(huán)境條件下工作，因而不能滿足許多實際應(yīng)用的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是針對現(xiàn)有定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，運營費用高，使用場合受限的缺點，提供一種不依賴于GPS和現(xiàn)有移動通信網(wǎng)絡(luò)的，無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)及其定位方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是：通過組建一個由若干個具有固定位置，可以與控制中心計算機進行通信的無線微功率收發(fā)機組成的網(wǎng)絡(luò)，以及安裝在需要定位的可移動目標(biāo)上的無線微功率收發(fā)機，組成的無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和可移動目標(biāo)的收發(fā)機的發(fā)射功率，接收靈敏度以及接收信號強度與傳輸距離之間的關(guān)系，再利用已知的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的位置，來實現(xiàn)對可移動目標(biāo)的定位；并利用同一個網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)可移動目標(biāo)位置信息以及其它控制信息的傳輸。

網(wǎng)絡(luò)中每一個具有固定位置的無線微功率收發(fā)機，被稱為一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，安裝在需要定位的可移動目標(biāo)上的無線微功率收發(fā)機，被稱為移動目標(biāo)；所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過有線或無線的方式與控制中心相連接以傳輸信息，其連接方式可以采用星狀，樹狀，網(wǎng)狀等多種方式；所述網(wǎng)絡(luò)與控制中心的計算機系統(tǒng)相聯(lián)接；所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點與移動目標(biāo)之間通過無線通信方式連接；所述計算機系統(tǒng)存儲有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的地址，移動目標(biāo)的身份識別信息以及網(wǎng)絡(luò)管理軟件；所述無線收發(fā)機由具有完整的無線發(fā)射和接收功能的集成電路芯片構(gòu)成，它們也可以只具有單一的無線發(fā)射或接收的功能，它們的發(fā)射功率，滿足當(dāng)?shù)卣南嚓P(guān)規(guī)定限制；當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)為Zigbee網(wǎng)絡(luò)時，這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點就是Zigbee網(wǎng)絡(luò)的FFD；移動目標(biāo)就是Zigbee網(wǎng)絡(luò)的RFD。

采用上述無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)的定位方法有下面幾種：

第一種定位方法，稱為幾何中心定位法：

建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點與移動目標(biāo)的通信聯(lián)系，以收到移動目標(biāo)信號最強的1-3個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的幾何中心作為移動目標(biāo)的位置；

這里所述的移動目標(biāo)信號，可以是移動目標(biāo)自身單方向發(fā)出的身份碼信號，也可以是移動目標(biāo)收到系統(tǒng)的呼叫信號后，返還給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的回應(yīng)信號。