[發(fā)明專利]一種基于路測數(shù)據(jù)的基站定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710270285.4
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN108738129A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王振宇
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州市鹿城區(qū)中津先進(jìn)科技研究院
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W24/02
• 代理公司: 溫州高翔專利事務(wù)所 33205
• 代理人: 婁梅芬

1.一種基于路測數(shù)據(jù)的基站定位方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)數(shù)據(jù)采集，根據(jù)實際的地形地貌和周圍建筑物的情況，設(shè)計有效的數(shù)據(jù)采集，盡量避免單一的直線；

(2)采樣點選取，設(shè)原始采樣數(shù)據(jù)為表示在t時刻點(x,y,z)所采得的第i組數(shù)據(jù)，表示在點A_m＝(x,y,z)下所有時刻的采樣點的集合,對于數(shù)據(jù)篩選，首先，將采樣數(shù)據(jù)點集合按地理位置分成P組不同組的數(shù)據(jù)之間均在地理上具有一定的距離λ，保證：

其中λ為采樣點間的最小距離；然后通過統(tǒng)計方式，去除對結(jié)果影響較大的測試點，根據(jù)中心極限定理，誤差服從正態(tài)分布即高斯分布；

(3)利用已知的基站和未知基站的到達(dá)時間差作為采樣點的數(shù)據(jù)信息來定位未知基站的位置；在確定的區(qū)域內(nèi)選擇合理的方向建立三維平面坐標(biāo)系，確定坐標(biāo)原點和坐標(biāo)軸，設(shè)定一個已知基站N和未知基站M，則已知基站的坐標(biāo)為N(x₀，y₀，z₀)，未知基站的坐標(biāo)為M(x，y，z),經(jīng)篩選，對基站M(x，y，z)在第組數(shù)據(jù)中有效采樣點數(shù)為N_Gp,每個采樣點的經(jīng)緯度信息可以由路測系統(tǒng)的GPS得到，設(shè)N_Gp個采樣點的坐標(biāo)分別是A₁(x₁,y₁,z₁)，A₂(x₂,y₂,z₂),……，

通過移動通信的測試儀表，在每個采樣點下記錄當(dāng)前所能收到的所有基站發(fā)送的廣播信道BCH信號，令在未知基站M(x，y，z)到達(dá)采樣點i的時間信息l_t，此時間信息為相對某一基準(zhǔn)基站的相對時間，設(shè)計基準(zhǔn)基站為M_k(x，y，z)，其l_kt＝0.0ms，則未知基站:

根據(jù)距離公式S＝v*t列出方程式(3)：

即：

其中：

T為未知基站M(x，y，z)和已知基站N(x₀，y₀，z₀)的基站同步間隔，則認(rèn)為在測試的時間段內(nèi)，對于任意兩個基站來說，T是一個常量，上式為三維基本坐標(biāo)系的坐標(biāo)值，實際采樣數(shù)據(jù)為GPS采集的經(jīng)緯度和海拔高度坐標(biāo)，因此需要進(jìn)行坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換(假設(shè)在相鄰點間地球曲面近似為平面)：

其中：

則有式(6)：

利用最小二乘法列出誤差函數(shù)：

其中代表未知基站的的三維位置，地球半徑R，取赤道半徑6378188米；C是光速，取3×10⁸米/秒；T是已知基站相對未知基站的內(nèi)部固有時延，方程即為滿足條件的最優(yōu)解，計算結(jié)果的距離誤差可以由獲得；

(4)計算結(jié)果選取，進(jìn)行結(jié)果的篩選，然后采用誤差加權(quán)的方法的出最終解。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于路測數(shù)據(jù)的基站定位方法，其特征在于：

所述步驟(2)中的數(shù)據(jù)篩選步驟如下：

(2-1)設(shè)對于基站m，該點的所有采樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計均值為對于采樣點(x,y,z)的所有采樣數(shù)據(jù)求出

(2-2)遍歷點(x,y,z)的所有采樣數(shù)據(jù)，找出同相差較大的點，并且在采樣數(shù)據(jù)中去除這些點；

(2-3)用剩余的數(shù)據(jù)重新計算均值剩余采樣數(shù)據(jù)的方差在指定范圍以下則進(jìn)入步驟(2-4)，否則重復(fù)步驟(2-2)；

(2-4)對所有采樣點重復(fù)步驟(2-1)～(2-3)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于路測數(shù)據(jù)的基站定位方法，其特征在于：所述步驟(4)中，所采集的采樣數(shù)據(jù)共被分成了P組，對每組采樣數(shù)據(jù)均求解，則設(shè)求得的解為則所有解的均值為計算結(jié)果選取步驟如下：

(4-1)在解集合中排除同相聚較遠(yuǎn)的點，剩余點數(shù)為P'，點集合

(4-2)采用誤差加權(quán)方法，對于誤差較大的結(jié)果，乘以較小的加權(quán)影因子，定義加權(quán)因子，最后平均結(jié)果為式(7)：

其中：

為誤差加權(quán)因子。