GPSONE定位原理题稿.pptx

2010年8月 GPSONE定位原理 1 定位业务定义 定位业务是指通过移动运营商的移动通信网络，采用相关定位技术，结合GIS系统，通过手机等设备，确定移动用户的实际位置，并以短信、彩信、WAP、客户端、Web软件等多种方式将位置呈现给用户的增值服务（Location-basedService，LBS） 日本NTT ：i-area 中国联通：关爱之星 中国移动：手机地图 2012年将达到38.24亿元！ 现有的定位技术分类 3 定位技术 蜂窝天线定位 卫星定位 GPS定位方法 GPSONE 混合定位 基于网络的定位 基于移动台的定位 传统GPS定位方法 差分GPS定位DGPS 网络辅助GPS定位AGPS 基于距离的定位算法 基于时间的定位算法 上行链路信号到达时间方法TOA 高级前向链路三角定位方法AFLT 基站定位方法CELL ID 基于时间的定位算法 下行链路增强观测时间差方法E-OTD 下行链路空闲周期观测时间差方法 上行链路信号到达时间差方法U-TDOA 普通GPS定位 GPS系统由24颗通讯卫星、地面控制平台和用户端GPS终端三部份组成 地面控制平台向卫星播发星历等数据 GPS终端接收卫星信号并进行计算处理，得出经纬度后在电子地图上显示 传统的GPS定位技术在户外运转良好，但在室内或卫星信号无法覆盖的地方效果较差，而且如果所在位置上空没有3颗以上的卫星，那么系统就无法从冷启动状态实现定位。 特点： 过于依赖终端性能，即将卫星扫描、捕获、伪距信号接收及定位运算等工作集于终端一身、终端耗电等方面的缺陷。 在GPS信号接收环境极为恶劣的城市中心、地下停车场等无法进行定位，或定位误差较大。 首次获取位置信息时间较长。 GPS位置算法原理 四个方程式中待测点坐标x、 y、 z 和Vto为未知参数，其中di=c△ti (i=1、2、3、4) di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1—卫星4到接收机之间的距离，△ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1—卫星4的信号到达接收机所经历的时间。c为GPS信号的传播速度（光速） 四个方程式中各个参数意义如下： x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星1—卫星4在t时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得 Vt i (i=1、2、3、4) 分别为卫星1—卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供，Vto为接收机的钟差。 由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z 和接收机的钟差Vto GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。 差分GPS定位—DGPS 差分定位，是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，即将一台GPS接收机安置在已知坐标的基准站上进行观测。 根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离修正信息，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行误差修正。 差分定位通常用于移动物体对于固定位置的精确定位，如飞机与跑道或轮船与港口等。 GPS定位误差： 卫星钟误差、星历误差、大气误差 传播延迟误差 GPS接收机内部误差 辅助GPS定位—AGPS 特点： 在定位精度、定位灵敏度、终端耗电及启动速度方面比传统GPS均有显著提高。 每次定位时间间隔较长（15S） 网络需要进行改造，增加位置服务器等设备 室内等卫星信号不好的地方依然无法定位 AGPS手机首先将本身的基站地址通过网络传输到位置服务器 位置服务器根据该手机的大概位置传输与该位置相关的GPS辅助信息到手机 该手机的AGPS模块根据辅助信息有目标的去接收GPS原始信号 手机在接收到GPS原始信号后解调信号，计算手机到卫星的伪距和有关信息通过网络传输到位置服务器 位置服务器根据传来的GPS伪距信息和来自其他定位设备（如差分GPS基准站等）的辅助信息完成对GPS信息的处理，并估算该手机的位置 位置服务器将该手机的位置通过网络传输到手机或应用平台 移动基站定位—CellId 定位系统根据用户在网络内所处的小区或基站，标识终端位置。终端有可能在小区内的任何位置，因此定位精度完全取决于小区的大小 特点： 成本低、定位误差受环境影响200米~几公里， 在效区或农村基站分布较少地带无法定位或定位误差太大 通过网络侧采集用户当前所在的基站Cell信息以获取用户当前位置 采集的基站信息包括位置更新、呼叫处理、短消息传送等 不需要大规模更换设备，成本低 CDMA三角定位—AFLT 优点： 在城市基站密度较高，在地下停车场，高架桥下及高楼大厦林