基于基站的移动台定位系统

xis

转贴：：基于基站的移动台定位系统

　　GSM手机定位方式通常可以分为基于网络方式和基于终端方式两种。从技术方面又可分为到达时间（TOA）、增强测量时间差（E－OTD）和GPS辅助（A－GPS）三种方式。而这里介绍的是另一种不同于上述方式的基于基站的移动台定位技术。

　　1、手机工程模式

　　手机工程模式，顾名思义是指手机在工程测试状态下的模式，它是为移动基站负责维护系统的工程人员或手机工程师判断各种通讯参数而设计的。依据在工程模式中的相关数值，工程师们就无须借助大型维护和控测设备，从而较为准确地掌握基站情况。

　　通常状态下，手机工程模式是隐藏的，对一般用户来说是“透明”的。但是，有些手机用户喜欢像手机工程师一样，借助手机工程模式来研究手机基站位置、信号强弱、电池电压等一些内容。其实开启工程模式不会对手机的使用有任何影响，但在工程模式中不当的操作则会造成手机损坏。因此在工程模式开启后，手机使用上同以前没有什么太大区别，只是会出现许多以前没有的菜单、选项而已。开启手机工程模式的方法多种多样，在这里就不具体介绍了。

　　下面以NOKIA手机工程模式为例，介绍几项与本文相关的参数。

　　LAC-本地区域码(LocationArea Code)

　　CID-基站编号（CellID）,与扇区编号(sector ID)一并列出

　　CH-频道编号（Channel），GSM900的范围是1-124，BC GSM1800的范围是512～885

　　TA-时间前置量(Time Advance)，显示手机和基站间距离。该数值乘以500可换算为米，不过因受电波反射吸收等影响，TA值仅供参考用，TA值范围0～63

　　RxL-信号接收强度，单位：-dBm，范围从-110～0

　　TxPwr-显示通话中手机的功率发射强度(PowerLevel),显示范围0～19

　　2、基于基站的定位

　　基于基站的定位的原理：由于每个基站都有其唯一的CID，在手机每次开机入网时，工程模式中的信息被储存在手机内存的特定区域。通过基站定位，就是通过特定的程序得到工程模式中的CID等一些参数，并将CID与基站所在的地区相对应最终实现移动台定位的目的。

　　这里所说的特定的程序，是在手机上运行的JAVA程序，由于Java语言的重要特点是可以在任何操作系统中运行。近些年来，出现了许多支持JAVA的手机，使得手机成为了一台JVM（Java虚拟机）。通过J2ME（Java2PlatformMicro Edition（Java 2 平台微型版））程序来得到手机内存中的CID、LAC、CH、TA、RxL以及TxPwr。得到这些数据以后，还需要一个数据库的支持。这个数据库是CID、LAC与具体的基站位置间的对应，通过CID、LAC可以在这个数据库中查处相应的基站位置。

　　此时，基站位置就确定了，但距离实现移动台的定位还有一定的差距。此时，需要使用CH、TA、RxL、TxPwr这些值作为参数。通过TA可以换算得到移动台距离基站的距离；对于使用定向天线的基站来说，可以通过CH来确定移动台目前所处的扇区；而RxL、TxPwr作为辅助数据，对具体位置做修订。具体见下图。





　　距离L=TA*500+RxL*A+TxPwr*B

　　（其中A为射频信号衰减系数；B为发射功率衰减系数）

　　这样一来，就将移动台定位在某一基站某一扇区，而且移动台与基站的距离也粗略的计算出来了。由此，就可得到移动台所处的轨迹，即图中蓝线所示。如果将上图在城市地图上标明，很容易得到移动台所处的位置。如下图所示





　　目前，类似这样定位思路的java程序已经出现，并在手机使用中得到实际应用。下面以Siemens6688i手机为例作简单介绍。





　　左图，是名为konGPS的java程序，能读出CID和LAC（即Cell）,并将其和内部数据进行比较如果有当前基站信息，则显示基站位置；右图，是名为GPS6688的java程序，它在konGPS的基础上引入了地图，可以将基站位置在地图的相应像素点上标出。虽然这两个程序与上述思想还有稍许差距，但可以明确的看出，这种定位思路是完全可取的，而且以此定位思路的java程序的编制也并不困难。目前，由于没有运营商的支持，类似这样的java程序在位置数据采集上都是采用手动添加方式，没有与CID、LAC对应的位置数据库的支持，但一旦数据库建立，它们将发挥更大的作用。


几种GPS定位形式的比较

　　从定位精度上而言，手持GPS专用定位系统精度最高，基于gpsOne技术的GPS定位系统次之，而本文介绍的基于基站的移动台定位系统最差。前两者均可得到待测点的具体经纬度坐标，而基于基站的移动台定位系统仅能得到待测点的大体位置，与前两者根本不在一个档次。但考虑到目前我国GSM网络基站密度较高，在成都等省会城市或厦门等沿海城市的主城区，平均每250米就有一个GSM基站；在广州和上海等大城市的主城区，GSM基站密度甚至到达150~200米左右，所以基于基站的移动台定位系统的精度在大部分城区可以达到100米至150米左右。


-                                                                 ---《通信世界》

[ 本帖最后由 xis 于 2006-8-25 10:07 编辑 ]

chi421

哈，这篇文章我昨天在网上也找到看了一遍。真巧。

some

嗯嗯，说得好
手机可以同时接收6基站信号，那么通过信号最强的三个定位（假设无建筑物阻挡，强度只与距离相关），其他辅助取平均值校准，误差应该不会太大

[ 本帖最后由 some 于 2006-8-25 10:15 编辑 ]

xis

GPS定位系统 konGPS 数据提交系统
http://www.cidu.net/gps/gps.asp
这个好像是6688的，也是我们0110的马？？？？
可以的话，联合起来！！

xis

还有，
在PDA发烧友论坛 » GPS软硬件讨论区 » CellTrack PPC 版本 GSM网络免费GPS定位软件
dataosha 纸口袋说：
不能让他沉了，楼主或其他高手有没有兴趣深度开发？移动或联通的基站数据我可以提供 (仅限于局部地区),我可以付费支持，很有商业前景。

some

好像是康大

xis

lxh841020 说：
在WIN2003系统上我怎么运行不了。。谁能说下在这系统上能不能用。。基站信息之类的我基本可以提供一些。。我是在移动公司基站维护组上班的。。。谁建个群可以大家交流下。。我的QQ3504056

some

原帖由 xis 于 2006-8-25 10:28 发表
lxh841020 说：
在WIN2003系统上我怎么运行不了。。谁能说下在这系统上能不能用。。基站信息之类的我基本可以提供一些。。我是在移动公司基站维护组上班的。。。谁建个群可以大家交流下。。我的QQ3504056

勾引他，让他把基站数据库搞出来，不就是10M的数据嘛。

CGUODONG3

感觉很不错！

76506613

支持一下！~

iamzer0

首先要有让j2me程序读取CID,LAC,CH、TA、RxL、TxPwr等数据的补丁
其次要有准确的CID,LAC对应地区数据
如果要加图，还得有准确的CID,LAC对应地区图文数据
所以还是得慢慢来。

wzgxman

原帖由 some 于 2006-8-25 11:58 发表

勾引他，让他把基站数据库搞出来，不就是10M的数据嘛。

支持，顶起来

baidagua

已阅～～～

regspy

读取其他参数，应该问题不大。关键是要有准确的基站位置的数据。

紫色狂澜

呵呵
我也说下我的想法

我觉得除了开发上述的 Java 程序外
同时也开发pc版的
通过数据线、蓝牙红外等连接手机读取基站信息
毕竟PC屏幕大
结合地图的话显示会更好
如果是出差什么的带的有笔记本就比较方便了

guozhen1224

帮顶,明天去收集一些先^_^