移动定位系统开发

摘 要： 研究了移动定位技术的原理和实现方式，探讨了移动定位系统的开发思路、各子模块的主要实现方法以及移动定位服务的业务类型和市场状况。
关键词： MPS；GIS；移动通信；空间定位

　当前人们对信息的需求越来越强烈，据统计，有80％的信息与位置有关。为了寻找某个人、某个地点，常常耗去人们大量的精力，随着社会的发展，生活节奏的加快，节省时间、提高效率已经成为一种很普遍的追求，位置信息因此也成为人们最渴求的信息之一。另一方面，空间定位技术和移动通信技术的迅速发展也使快捷传递人们的地理位置成为可能。在市场和技术双重驱动之下，位置服务LBS（Location-Based Service）随之发展起来。移动位置服务通过一定的技术从移动网络获取移动终端用户的位置信息（经纬度坐标），提供给该用户或通信系统，或者提供给其他请求得到该用户位置的机构或个人，为用户提供相应服务的一种增值业务。
　移动定位系统MPS（Mobile Position System）是将移动位置服务和地理信息系统GIS（Geographic Information System）相结合，把移动终端的位置信息实时动态地传递给具体的地理信息应用系统，从而提供不同类型的服务。
　目前国外已经开展了许多基于GSM的移动定位业务。如美国通用汽车公司的全资子公司OnStar公司使用全球定位系统（GPS）和无线通信方式，研发了第一个“智能驾驶”的安全保障及信息系统。在欧大电流电感器洲，移动位置业务正在兴起发展。爱立信的MPS可以在手机上指出目标的经度和纬度，利用GIS获得的信息可以给出不同准确度的位置。MPS的核心是移动定位中心，该中心是设置在网络上的定位网关，可支持大多数的电信标准。
　在国内，中国移动和中国联通两大移动运营商都开通了移动位置服务功能，主要采用Motorola和Erission公司的位置服务设备，囿于没能很好把握客户需求、开发力度不够以及网络速度和终端设备等原因，目前用户相对较少。相信3G实施后，会有所改观。
1 移动定位技术
1.1 移动定位的分类
　采用适当的定位技术获得位置信息是实现位置服务的必要前提，根据不同的划分准则，蜂窝网络定位技术有以下几种分类方法：
　（1）根据定位系统所处的空间位置不同，可分为GPS、地基定位系统及混合定位系统三种。GPS以高精度、全天候等特点在全球广泛应用，在车辆调度管理中发挥重要作用；传统的广域无线电测向定位系统属于地基定位系统；A-GPS系统是GPS与蜂窝网络结合的产物，定位精度高，克服了GPS在建筑物内和市区存在盲区的缺点，是未来蜂窝定位技术标准最有力的竞争者。
　（2）根据定位参数测量位置不同，可分为基于网络的定位及基于终端的定位两种。基于小区标识的CELL_ID技术已经成熟应用。到达时间差（TDOA）与CDMA系统相结合能提供50 m以内的定位，是当前发展最迅速的定位技术之一。增强观测时间定位技术（E-OTD）是目前GSM系统中最有发展潜力的基于终端的蜂窝定位技术，但采用该技术需要改变终端的软硬结构，因此目前还没有广泛应用。
　（3）根据定位所用参数不同，可分为场强测量法（SSOA）、增强型场强测量法/多径指纹法（ESSOA/FingerPrint）、到达角度测量法（AOA）、到达时间/时间差测量法（TOA/TDOA）及混合参数定位法等。
1.2 移动位置服务的原理
1.2.1 移动定位技术介绍
　基于移动通信网络的定位技术主要有以下几种：
　（1）CGI+TA+NRM（Cell Global Identify+Timing Advance+Network Measurement Report）定位技术。它是根据移动台所处的蜂窝小区ID号来确定用户的位置的，因此其定位精度取决于蜂窝小区的半径。在此基础上可根据无线网络的蜂窝基本数据进行增强，从而进一步提高精度。TA是通过信号到达的时间提前量，在CELL_ID的基础上进行位置计算，适用于大范围覆盖区域或郊区。NMR是手机端用来测定基站的场强信号的，此测量数据可以被用来估计手机端与基站的距离，又称E-CGI。
　（2）增强观测时间差分/高级先向链路三角测量法E_OTD/AFLT（Enhanced Observed Time Difference/Advanced Forward Link Trilateration）。E－OTD定位技术是通过布置位置接收器或参考点实现的。这些参考点分布在较广区域内的许多站点上，作为位置测量单元。每个参考点都有一个精确的定时源，当具有E－OTD功能的移动台和位置测量单元接收到来自至少3个基站信号时，从每个基站到达移动台和位置测量单元的时间差将被计算出来，这些差值可以被用来产生几组交叉双曲线，由此估计移动台的位置。在这种定位模式下，每个BTS必须严格同步，如果不能做到这一点，则需要每个基站安装一个LMU（Location Measurement Unit）进行辅助定位。

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