什么是基站定位?基站定位的原理及特點(diǎn)

steven楊

什么是基站定位?基站定位的原理及特點(diǎn)

基站定位的定義

基站定位也就是"LBS定位"，全稱是Location Based Service，它包括兩層含義：首先是確定移動(dòng)設(shè)備或用戶所在的地理位置；其次是提供與位置相關(guān)的各類信息服務(wù)。意指與定位相關(guān)的各類服務(wù)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱"定位服務(wù)"。

另外一種叫法為MPS-Mobile Position Services,也稱為"移動(dòng)定位服務(wù)"系統(tǒng)。如找到手機(jī)用戶的當(dāng)前地理位置，然后在上海市6340平方公里范圍內(nèi)尋找手機(jī)用戶當(dāng)前位處1公里范圍內(nèi)的影院、圖書館、加油站等的名稱和地址。所以說(shuō)LBS就是要借助互聯(lián)網(wǎng)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，在固定用戶或移動(dòng)用戶之間，完成定位和服務(wù)兩大功能。

基站定位原理

基站定位的大致原理為：移動(dòng)電話測(cè)量不同基站的下行導(dǎo)頻信號(hào)，得到不同基站下行導(dǎo)頻的TOA（TIme of Arrival，到達(dá)時(shí)刻）或TDOA（Time Difference of Arrival，到達(dá)時(shí)間差），根據(jù)該測(cè)量結(jié)果并結(jié)合基站的坐標(biāo)，一般采用三角公式估計(jì)算法，就能夠計(jì)算出移動(dòng)電話的位置。實(shí)際的位置估計(jì)算法需要考慮多基站（3個(gè)或3個(gè)以上）定位的情況，因此算法要復(fù)雜很多。一般而言，移動(dòng)臺(tái)測(cè)量的基站數(shù)目越多，測(cè)量精度越高，定位性能改善越明顯。

基于蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是由許多按照一定規(guī)則布局的基站（大鐵塔）構(gòu)成的，每個(gè)基站覆蓋一個(gè)正六邊形區(qū)域，每個(gè)正六邊形區(qū)域稱為一個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)（基站）都有一個(gè)固定的ID（編號(hào)），這樣形成的網(wǎng)絡(luò)酷似蜂窩，其主要特征是終端的可移動(dòng)性，并具有越區(qū)切換和跨本地網(wǎng)自動(dòng)漫游功能。只要手機(jī)不是離線模式，不僅移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商時(shí)刻清楚手機(jī)位于哪個(gè)小區(qū)，而且手機(jī)中也有當(dāng)前所處小區(qū)的ID。國(guó)家安全部門正是通過(guò)小區(qū)ID來(lái)掌握犯罪嫌疑人的大概位置，手機(jī)定位軟件則通過(guò)偵測(cè)手機(jī)中的小區(qū)ID進(jìn)行定位（必須有基站位置數(shù)據(jù)庫(kù)和地圖數(shù)據(jù)的配合）。這種定位的精度取決于手機(jī)所處小區(qū)半徑的大小，從幾百米到幾十公里不等。注意有些手機(jī)是不允許偵測(cè)基站ID的，比如Windows Mobile手機(jī)，這類手機(jī)將無(wú)法使用基站定位軟件。

基站定位特點(diǎn)

1、覆蓋率

　　一方面要求覆蓋的范圍足夠大。另一方面要求覆蓋的范圍包括室內(nèi)。用戶大部分時(shí)間是在室內(nèi)使用該功能，從高層建筑和地下設(shè)施必須保證覆蓋到每個(gè)角落。手機(jī)定位覆蓋率的范圍，可以分為三種覆蓋率的定位服務(wù)：在整個(gè)本地網(wǎng)、覆蓋部分本地網(wǎng)和提供漫游網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類型。除了考慮覆蓋率外，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境因素也可能使一個(gè)電信運(yùn)營(yíng)商無(wú)法保證在本地網(wǎng)絡(luò)或漫游網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)。

2、定位精度

　　手機(jī)定位應(yīng)該根據(jù)用戶服務(wù)需求的不同提供不同的精度服務(wù)，并可以提供給用戶選擇精度的權(quán)利。例如美國(guó)FCC推出的定位精度在50米以內(nèi)的概率為67%，定位精度在150米以內(nèi)的概率為95%。定位精度一方面與采用的定位技術(shù)有關(guān)，另外還要取決于提供業(yè)務(wù)的外部環(huán)境，包括無(wú)線電傳播環(huán)境、基站的密度和地理位置、以及定位所用設(shè)備等。

　　移動(dòng)位置服務(wù)被認(rèn)為是繼短信之后的殺手級(jí)業(yè)務(wù)之一， 有著巨大的市場(chǎng)規(guī)模和良好的盈利前景， 但實(shí)際進(jìn)展比較緩慢。不過(guò)， 隨著產(chǎn)業(yè)鏈的完善， 移動(dòng)位置和位置服務(wù)市場(chǎng)有望日益壯大。自2008 年開始全球 LBS 運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)將會(huì)開始加速成長(zhǎng)， 但是在開展的同時(shí)要非常注意業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)性能的平衡點(diǎn)， 應(yīng)該在保障網(wǎng)絡(luò)性能的同時(shí)最大可能的保證業(yè)務(wù)的開展。

基于LBS的服務(wù)業(yè)務(wù)也得到了蓬勃地發(fā)展，各種開放式API得到了廣泛的使用。如西橋科技的Cobub服務(wù)，就為用戶提供了開放式的API服務(wù)。注冊(cè)用戶可以根據(jù)不同的需要來(lái)使用對(duì)應(yīng)的服務(wù)，如通過(guò)IP查尋經(jīng)緯度、通過(guò)WIFI MAC地址查尋、通過(guò)手機(jī)基站信息查尋地址、通過(guò)經(jīng)緯度查尋地址、通過(guò)地址查尋經(jīng)緯度等服務(wù)。

基站定位實(shí)例

在此我們借用北京奇跡物聯(lián)的AM900E模組，來(lái)實(shí)際測(cè)試基站定位。AM900E 模塊支持 GSM 四頻 850/900/1800/1900 MHz，模塊的 GPRS 支持 class 10。該模塊就是一 個(gè)超小型的移動(dòng)電話，它能夠被集成進(jìn)任何需要通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語(yǔ)音通話或數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)或者產(chǎn)品 中。因此，它能夠大大提高系統(tǒng)的能力，將其從一個(gè)獨(dú)立的，孤立的產(chǎn)品提升到一個(gè)強(qiáng)大的擁有全球通訊能力的高性能系統(tǒng)。

1、當(dāng)前基站定位

通過(guò)當(dāng)前基站定位，方法簡(jiǎn)單，但是定位偏差較大，該方案可以用來(lái)做參考。

1）通過(guò) AM900E 模組的 AT 指令（該指令請(qǐng)參考我公司的《AM900E AT 指令集》中的AT+CCED 命令），可以查詢到模組連接的當(dāng)前基站的相關(guān)信息：

MNC:移動(dòng)或者聯(lián)通

CID:基站定位數(shù)據(jù)，小區(qū)號(hào)

LAC:基站定位數(shù)據(jù)，位置區(qū)域代碼

我們可以通過(guò) CID 和 LAC 可以查詢模組的位置信息。

發(fā)送 AT+CCED=0,1 指令，如下：

AT+CCED=0,1

+CCED:460,000,32c9,ec32,35,27,7,14

OK

得到模組的 MNC 是 000，LAC 是 32c9（十六進(jìn)制數(shù)據(jù)），CID 是 ec32（十六進(jìn)制數(shù)據(jù)）。

2）下面是如何利用這個(gè)三個(gè)值，得到位置的方法：

打開 http://gpsspg.com/bs.htm 這個(gè)網(wǎng)站，將得到的數(shù)據(jù)輸入網(wǎng)站的左

側(cè)位置，如圖

點(diǎn)擊查詢，得到準(zhǔn)確的模組位置信息，如下圖：

本次測(cè)試，直接定位到了我公司地址附近，誤差未超過(guò) 50 米。

2、當(dāng)前基站與臨近基站同時(shí)定位

1）通過(guò) AM900E 模組的 AT 指令，還可以查詢到模組的當(dāng)前基站的信息：

發(fā)送 AT+CCED=0,1 指令，如下：

AT+CCED=0,1

+CCED:460,000,32c9,ec32,35,27,7,14

OK

2）通過(guò) AM900E 模組的 AT 指令，還可以查詢到模組的臨近基站的信息：

發(fā)送 AT+CCED=0,1 指令，如下：

AT+CCED=0,2

+CCED:460,000,13001,46054,45,21,460,000,13001,59794,34,19,460,000,12498,17155,11,17,460,

000,13001,22823,27,24,460,000,12382,21492,21,24

OK

總共獲取了五個(gè)臨近基站的信息：

第一個(gè)基站：

LAC 是 13001，CID 是 46054，CSQ 是 21，位置如圖：

第二個(gè)基站：

LAC 是 13001，CID 是 59794，CSQ 是 19，位置如圖：

第三個(gè)基站：

LAC 是 12498，CID 是 17155，CSQ 是 17，位置如圖：

第四個(gè)基站：

LAC 是 13001，CID 是 22823，CSQ 是 24，位置如圖：

第五個(gè)基站：

LAC 是 12382，CID 是 21492，CSQ 是 24，位置如圖：

        通過(guò)多個(gè)基站的數(shù)據(jù)，通過(guò)一定的算法，可以等到更為精準(zhǔn)的定位信息。