第27卷第3期测绘科学Vol.27No.32002年9月ScienceofSurveyingandMappingSep.,2002基于移动通信网络无线定位技术的原理及应用赵军,李先华(华东师范大学遥感与数字技术开放实验室,上海200062)[摘要]无线电定位技术有着广泛的应用前景,也是未来第三代移动通信的一个支撑技术。本文介绍了基于移动通信网络无线定位的原理和技术,分析了在移动通信系统内实现移动台精确定位的主要技术难点和提高精度的对策。[关键词]无线定位;定位技术;移动通信[中图分类号]TN92[文献标识码]A[文章编号]1009-2307(2002)03-0048-00041引言2无线定位所涉及的技术随着移动通信技术的发展,许多安全部门和移2.1STK(SIMApplicationToolkit)方法动用户出于安全和方便的考虑,要求移动通信系统STK可以理解为一组开发增值业务的命令,一能够提供有关用户位置信息的业务——无线定位业种小型编程语言,它允许SIM(SubscriberIdentity务,并成为第三代移动通信的一个重要支撑技术。Module)卡运行自己的应用软件。STK技术最大的1996年美国联邦通信主管部门(FCC)作出明确规贡献在于它为SIM卡的增值业务提供了一个简单定,要求各蜂窝网提供者配合当地公共安全应答点易操作的开发平台。普通SIM卡手机只能完成存储(PSAP),对移动电话用户的紧急呼叫实行应急业电话簿等一些简单功能,当手机插入STKSIM卡,务,代号为E911。FCC规定到2001年10月1日所功能将大大增强,手机可以提供包括信息点播、位置有移动网络运营商以可定位概率为67%,均方误差服务、手机银行、移动点子商务等多种增值业务。为125m的精度为发出911呼叫的移动用户提供定处于GSM移动通信网络中的移动台,会不断位服务[1]。除上述用途外,无线定位技术的重要意义对服务小区和相邻小区进行测量并产生测量报告。还体现在以下几个方面:在测量报告中会包含服务小区的CGI码和接收场(1)用于移动台位置的灵活计费网络管理中强及相邻六个小区的CGI码和接收场强,这些信息心在计费时可根据移动用户位置收取不同的通话为移动台的定位提供了足够的资料,通过相关技术,费。就可以控制其将测量报告以短消息的形式发出。在(2)智能交通系统(ITS)在蜂窝系统中提供获得数据后对其进行处理分析,并查询相关数据库,对移动台的定位服务后,ITS系统中就可利用该功最终实现移动台的位置服务。考虑到目前每个城市能来取代传统的AVL系统,提供诸如交通事故、交市区内基站的密集程度,将移动台定位于一个小区通堵塞、车辆及旅客位置等服务。覆盖范围内是足够的。但这种方法的精确度不高,为(3)增强网络性能从宏观角度讲,提供对移动了进一步提高定位的精度,我们有必要通过路测获台的精确定位服务可以更好地对蜂窝进行规划;从取必要的数据并将其做成实际路测数据库,通过将微观上讲,可以更好地决定什么时候进行小区间的测量报告中的数据与该数据库中的数据进行对照从切换。而标出较为精确的移动台位置,在市区定位能达到(4)个人定位服务在旅行时,可以通过有关的150米。广州爱捷数码资讯科技有限公司开发的服务中心获得就近的宾馆信息等,可以利用特制的MobileGis手机位置服务系统即采用STK相关技术。MS对需要限制活动范围的移动目标进行定位跟踪本方法的主要优点是应答的速度快,典型的大约为3s。监视。2.2基于电波传播时间(TOA或TDOA)的定位法收稿日期:2002201206©1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第3期赵军等基于移动通信网络无线定位技术的原理及应用49TOA(TimeOfArrival)的定位原理是:电磁波差),并且在其发射信号中要包含发射时间标记以便在空间是以光速传播,设移动台与接收基站A、B、C接收基站根据信号到达时间确定信号所传播的距之间电磁波的传输时间分别为ta,tb,tc,则可得如下离,如图1(b)。如基站AB,AC,BC之间收到移动台方程组:发射电磁波的时间差分别为tab,tac,tbc,那么TDOA22技术可用如下方程组描述:(xa-x)+(ya-y)-cta=02222(xa-x)+(ya-y)-(xb-x)+(yb-y)-ctb=02222(xb-x)+(yb-y)-ctab=0(xc-x)+(yc-y)-ctc=022其中(xa,ya),(xb,yb),(xc,yc)分别为