王曉 李卓琳 錢阿朝

摘 要：隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展和普及，基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的無線定位技術(shù)越來越來越受到人們的普遍重視，成為最具發(fā)展?jié)摿Φ幕ヂ?lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)之一。本文通過對基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的無線定位技術(shù)的基本原理和應(yīng)用的分析介紹，系統(tǒng)地描述了該技術(shù)的實現(xiàn)方式，展現(xiàn)出了該技術(shù)廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：移動通信 無線定位技術(shù) 移動臺 定位系統(tǒng)

引 言

無線定位技術(shù)主要是通過對無線電波的傳輸時間、相位、到達(dá)角等參數(shù)的測量分析，結(jié)合特定的算法來實現(xiàn)對被測目標(biāo)的定位、追蹤和位置監(jiān)測。目前來說，位置服務(wù)可以說是移動互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵信息服務(wù)之一，有著廣闊的發(fā)展前景，正逐漸應(yīng)用于我們生活的方方面面。無論我們身在何處，通過全球覆蓋的通信和定位系統(tǒng)可以快速獲取被測目標(biāo)的相關(guān)信息，因此，無線定位在醫(yī)療監(jiān)護(hù)、資產(chǎn)管理、物流等方面都有著十分重要的意義。

一、無線定位技術(shù)的原理

1996年美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）頒布了E-911法規(guī)，要求移動運營商必須為移動電話用戶發(fā)出的緊急呼叫提供精度不大于125m的定位服務(wù)，并在之后1999年，對此服務(wù)的要求進(jìn)一步提高。這些法規(guī)有效促進(jìn)了移動通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)無線定位及相關(guān)服務(wù)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展普及，同時推動了新型技術(shù)的研究進(jìn)步。接下來，我們就對無線定位技術(shù)的四大方法原理進(jìn)行分析，進(jìn)一步全方面的認(rèn)識了解基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的無線定位技術(shù)。

（一）SKT方法。SKT是一種執(zhí)行增值業(yè)務(wù)命令的編程語言，它通過為SIM卡提供了一個簡潔易操作的開發(fā)平臺，使得SIM卡可以順利運行自身應(yīng)用軟件，包括其中的GPS定位等增值業(yè)務(wù)服務(wù)，同時保證手機的應(yīng)用性能。

SKT技術(shù)的應(yīng)用主要是通過GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)中的移動臺，對被測目標(biāo)周邊環(huán)境及建筑的CGI碼和場強進(jìn)行測量接受并生成報告，以短消息形式發(fā)回后臺進(jìn)行分析處理。而這個數(shù)據(jù)分析過程是通過這些參數(shù)與已有數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)的對比來得到此時移動臺的位置。但由于數(shù)據(jù)庫信息過于龐大，不能完全保證實時及時有效的更新，因此存在一定誤差。

（二）電波傳播時間定位法?；陔姴▊鞑r間的定位法即TOA（TimeOfArrival）定位，依據(jù)電磁波在空間以光速傳播這一原理計算移動臺與接受基站之間的時間、距離，在“三位一體”——三個基站所在圓的交點定位移動臺。不可避免，因為時間精確度會對實際位置監(jiān)測產(chǎn)生誤差，較快的電磁波帶來的是較大的誤差。為了減小誤差，新的技術(shù)——TDOA，基于多個基站接收到的電磁波的相對時間差來確定移動臺的位置。對比SKT、TOA方法，TDOA具有更高的精確度，可以將位置范圍精確到50-125米之間。由于計算量的增加和同步GSM網(wǎng)絡(luò)代價的高昂使得這種定位方法的使用受到了較大的限制。

（三）電波入射角定位法。電波入射角實際上通俗講就是測量信號的到達(dá)角度，這就意味著我們需要有一個專門的天線陣列來接受這些測量信號的到達(dá)方向、具體角度。我們通過兩個以上的基站接收到的測量方向，延伸交于一點，即可得到移動臺所在位置。這種方法原理十分簡單易懂，但在實際操作過程，這種定位方法要求我們得到的測量信號是在視線內(nèi)傳輸?shù)模且暰€內(nèi)傳輸無疑會帶來一些不可測量的誤差；即使是視線傳輸?shù)那闆r下，為了保證精確度，我們通常使用的是射頻信號的多徑技術(shù)，但這就對定位帶來了較大的干擾；除了這些，電線設(shè)備的分辨率、角測量誤差等因素使得這種定位方法并沒有什么實際意義，通常是與其他定位技術(shù)結(jié)合應(yīng)用于較短距離，可以提高定位的精確度。

（四）混合定位法。結(jié)合以上描述，單純的移動通信基站技術(shù)和衛(wèi)星GPS定位都存在著定位精確度不高、反應(yīng)慢等各種問題，同時他們也有著不同的特點技術(shù)優(yōu)勢所在，因此我們考慮將兩種技術(shù)結(jié)合起來，取長補短，這就是混合定位技術(shù)。混合定位技術(shù)的測量信號是來自GPS和移動基站兩種結(jié)構(gòu)，通過終端中GPS系統(tǒng)持續(xù)跟蹤衛(wèi)星發(fā)來的定位數(shù)據(jù)，將這些信息作為一部分輔助信息更快更精確的通過基站定位獲得的被測目標(biāo)的地理定位數(shù)據(jù)。相較其他定位方法，混合定位技術(shù)減少了衛(wèi)星接收信號后收集解碼的時間，較大程度的提高了定位系統(tǒng)的精確度，通過輔助信息數(shù)據(jù)的提供加快位置結(jié)算速度，可以說，該技術(shù)是當(dāng)前環(huán)境技術(shù)下最適合最適宜的定位技術(shù)。

二、無線定位技術(shù)的應(yīng)用

無線定位技術(shù)的應(yīng)用根據(jù)實際的環(huán)境情況和不同的定位需求主要分為兩種系統(tǒng)實施方案：移動臺自主定位和網(wǎng)絡(luò)無線定位。前者基于移動臺終端，通過終端設(shè)備接受移動臺的測量信號來對被測目標(biāo)進(jìn)行定位，這種實施方案要求所在地區(qū)環(huán)境在移動終端信號覆蓋范圍內(nèi)，較低的精確度往往僅適用于手機相關(guān)增值業(yè)務(wù)的拓展；而后者是基于網(wǎng)絡(luò)，通過現(xiàn)有移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合GPS輔助定位，較快的定位被測目標(biāo)，但同樣成本較高，適用于需要高精度的定位服務(wù)。

（一）安全求助和緊急救援。美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）自1996年起就不斷對網(wǎng)絡(luò)定位業(yè)務(wù)的精度提出更高的要求，使得當(dāng)用戶發(fā)出緊急救援信號后，同時將該用戶語音信息、位置信息發(fā)送到對應(yīng)救援中心，從而得到快速、高效的救援活動。該應(yīng)用目前已經(jīng)覆蓋幾乎所有移動用戶，對用戶安全提供了較高保障。

（二）追蹤技術(shù)。追蹤技術(shù)包括對汽車導(dǎo)航、天網(wǎng)系統(tǒng)、艦隊追蹤等多個方面，可以說不動聲色的就貫穿了我們生活的方方面面，小到隨手開啟一輛共享單車，出門地圖導(dǎo)航，大到案件追蹤，戰(zhàn)爭定位等，無線定位技術(shù)給我們的生活帶來翻天覆地的變化。

（三）手機應(yīng)用拓展。無線定位技術(shù)與移動通信的結(jié)合也給移動手機用戶帶來了較大便捷，你如移動黃頁查詢、手機防盜等。將位置信息與其他地圖信息、通信信息結(jié)合，共享數(shù)據(jù)，從而為用戶生活，違法監(jiān)管等提供便利。

三、結(jié)語

目前來說，基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的無線定位技術(shù)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步發(fā)展，各種新型技術(shù)的混合研究和應(yīng)用對其發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用，通過對其各種應(yīng)用的總結(jié)概括，我們可以看到該技術(shù)帶來的基于位置信息的附加業(yè)務(wù)的市場潛力和商業(yè)價值仍處于起步階段，尚帶進(jìn)一步的開發(fā)，從而為人們帶來更大的便利。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：王曉，1987年8月，中國人民解放軍32152部隊。

錢阿朝，1989年1月，中國人民解放軍32152部隊。

李卓琳，1989年9月，中國人民解放軍32152部隊。