一种多基站定位方法、装置、存储介质以及系统

技术领域

本发明涉及通过移动终端获取多基站信息的基站定位技术领域，尤其涉及一种多基站定位方法、装置、计算机可读存储介质及系统。

背景技术

有遮挡或恶劣天气下，例如隧道中、暴风雨天气，可能会影响终端接收卫星信号，从而影响定位的速度和精度。这种情况下，基站定位是一种有效的补充手段。基站定位是利用运营商的基站塔，手机在接入网的同时，会获取到基站相关信息，可以利用基站信息中的标识参数，通过基站数据库查询得到基站的经纬度坐标，再根据基站的信号强度，可粗略地得到用户的定位信息。为了保障通信质量，移动终端常处于多个基站信号覆盖范围内。一旦连接上基站，该基站就成为了服务基站，而扫描到但未连接的基站则被称为候选基站。移动终端扫描周围的基站信息时，会获取服务基站和候选基站的信息。尽管候选基站没有连接到移动终端，但它仍然被视为潜在的定位辅助信息，可以为移动终端提供更高的定位精度。例如，2G基站定位中，可以通过网络测量信息获得服务基站和候选基站的标识信息：MCC(MobileCountryCode，移动国家代码)、MNC(MobileNetwork Code，移动网络号码)、LAC(LocationAreaCode，位置区域码)、CI（Cell Identifier，小区识别号），这四个参数是2G基站的标识信息，通过这四个标识信息查询基站数据库，得到基站经纬度，此外，获得终端接收的基站的信号强度，可以推算出终端与基站之间的相对位置信息。通过基站经纬度、终端与基站之间的相对位置信息，可估算终端的位置信息。

在现有技术中，随着 2G 基站数量的减少，2G 基站的密度降低，定位精度也随之下降。然而，随着通信技术的不断发展，4G/5G 基站的数量不断增加，基站密度也逐渐提高。

但是，现有技术仍存在如下缺陷：北斗或GPS等卫星定位方法在有遮挡或恶劣环境下信号弱，导致定位不准确。这种情况下，基站定位是一种有效的补充手段。然而，4G/5G技术已经不允许移动终端获取候选基站的唯一标识参数信息，只能使用单个服务基站的信息，利用原有基站数据库，只能获得单个基站的经纬度，定位误差很大。

因此，当前需要一种多基站定位方法、装置、计算机可读存储介质以及系统，从而克服现有技术中存在的上述缺陷。

发明内容

本发明实施例提供一种多基站定位方法、装置、计算机可读存储介质以及系统，从而提升终端定位的准确性。

本发明一实施例提供一种多基站定位方法，所述多基站定位方法包括：获取待定位终端的网络测量信息；所述网络测量信息包括服务基站的第一基站信息以及候选基站的第二基站信息；根据所述第一基站信息以及所述第二基站信息，从所述基站数据库中对应获取所述服务基站的第一经纬度以及所述候选基站的第二经纬度；根据预设的反距离加权算法、所述第一经纬度以及所述第二经纬度，计算所述待定位终端的位置。

作为上述方案的改进，根据所述第一基站信息以及所述第二基站信息，从所述基站数据库中对应获取所述服务基站的第一经纬度以及所述候选基站的第二经纬度，具体包括：根据所述第一基站信息中的跟踪区代码以及小区识别号，从所述基站数据库中获取所述服务基站的第一经纬度；根据所述第二基站信息中的绝对无线频率信道号以及物理小区标识，从所述基站数据库中获取所述候选基站的候选经纬度，并判断所述候选经纬度的数量是一个还是多个；若所述候选经纬度的数量为一个，则将所述候选经纬度输出为第二经纬度；若所述候选经纬度的数量为多个，则根据预设的第一距离计算公式，分别计算各个候选经纬度与所述服务基站之间的基站距离，并将所述基站距离最小值所对应的第一候选经纬度输出为第二经纬度。

作为上述方案的改进，在获取待定位终端的网络测量信息之前，所述多基站定位方法还包括：设定扫描次数阈值以及扫描间隔时间，并以所述扫描间隔时间为间隔进行扫描以持续获取网络测量信息，直至扫描次数达到所述扫描次数阈值。

作为上述方案的改进，根据预设的反距离加权算法、所述第一经纬度以及所述第二经纬度，计算所述待定位终端的位置，具体包括：根据参考信号接收功率、所述第一经纬度、所述第二经纬度、以及预设的第二距离计算公式，计算所述待定位终端与所述服务基站之间的第一距离，以及所述待定位终端与候选基站之间的第二距离；求出所述第一距离的第一倒数和所述第二距离的第二倒数，并分别将所述第一倒数和所述第二倒数进行归一化以对应获取加权值；根据所述加权值，对应对所述第一经纬度以及所述第二经纬度进行加权求和，计算得到所述待定位终端的位置。

作为上述方案的改进，在获取待定位终端的网络测量信息之前，所述多基站定位方法还包括：收集各个基站的移动国家号码、绝对无线频率信道号、物理小区标识、移动网络号码、跟踪区代码、小区唯一标识以及基站的经纬度坐标。

作为上述方案的改进，所述第一距离计算公式包括曼哈顿距离计算公式、切比雪夫距离计算公式、欧氏距离计算公式。

本发明另一实施例对应提供了一种多基站定位装置，所述多基站定位装置包括信息获取单元、经纬获取单元以及距离计算单元，其中，所述信息获取单元用于获取待定位终端的网络测量信息；所述网络测量信息包括服务基站的第一基站信息以及候选基站的第二基站信息；所述经纬获取单元用于根据所述第一基站信息以及所述第二基站信息，从所述基站数据库中对应获取所述服务基站的第一经纬度以及所述候选基站的第二经纬度；所述距离计算单元用于根据预设的反距离加权算法、所述第一经纬度以及所述第二经纬度，计算所述待定位终端的位置。

作为上述方案的改进，所述经纬获取单元用于：根据所述第一基站信息中的跟踪区代码以及小区识别号，从所述基站数据库中获取所述服务基站的第一经纬度；根据所述第二基站信息中的绝对无线频率信道号以及物理小区标识，从所述基站数据库中获取所述候选基站的候选经纬度，并判断所述候选经纬度的数量是一个还是多个；若所述候选经纬度的数量为一个，则将所述候选经纬度输出为第二经纬度；若所述候选经纬度的数量为多个，则根据预设的第一距离计算公式，分别计算各个候选经纬度与所述服务基站之间的基站距离，并将所述基站距离最小值所对应的第一候选经纬度输出为第二经纬度。

作为上述方案的改进，所述距离计算单元用于：根据参考信号接收功率、所述第一经纬度、所述第二经纬度、以及预设的第二距离计算公式，计算所述待定位终端与所述服务基站之间的第一距离，以及所述待定位终端与候选基站之间的第二距离；求出所述第一距离的第一倒数和所述第二距离的第二倒数，并分别将所述第一倒数和所述第二倒数进行归一化以对应获取加权值；根据所述加权值，对应对所述第一经纬度以及所述第二经纬度进行加权求和，计算得到所述待定位终端的位置。

作为上述方案的改进，所述多基站定位装置还包括数据库重构单元，所述数据库重构单元用于：收集各个基站的移动国家号码、绝对无线频率信道号、物理小区标识、移动网络号码、跟踪区代码、小区唯一标识以及基站的经纬度坐标。

本发明另一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如前所述的多基站定位方法。

本发明另一实施例提供了一种多基站定位系统，所述多基站定位系统包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如前所述的多基站定位方法。

与现有技术相比，本技术方案存在如下有益效果：

本发明提供了一种多基站定位方法、装置、计算机可读存储介质以及系统，通过获取服务基站和候选基站的经纬度，再利用基站的RSRP信息，估计基站和终端之间的距离，通过反距离加权算法，得到终端的位置，该多基站定位方法、装置、计算机可读存储介质以及系统提升了终端定位的准确性。

进一步地，本发明提供的一种多基站定位方法、装置、计算机可读存储介质以及系统还通过多次获取网络测量信息，尽可能获取更多的基站信息，减少基站频繁切换对定位的影响，从而提高终端定位的稳定性。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种多基站定位方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例中的一种重构基站数据库的逻辑流程图；

图3是本发明一实施例提供的一种多基站定位装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施例一

本发明实施例首先描述了一种多基站定位方法。图1是本发明一实施例提供的一种多基站定位方法的流程示意图；图2是本发明一实施例中的一种重构基站数据库的逻辑流程图。

如图1所示，所述车辆位置服务分析方法包括：

S1: 获取待定位终端的网络测量信息。

所述网络测量信息包括服务基站的第一基站信息以及候选基站的第二基站信息。

在实际应用中，为了获取基站的经纬度坐标，需要利用基站位置数据库。目前，基站数据库通常包括以下参数:MCC,MNC,TAC,CI,LAT Latitude),LON(Longitude)。

其中，MCC是移动国家号码，由3位数字组成，中国的MCC是460；MNC是移动网络号码，由2-3位数字组成，中国移动为00，中国联通为01；TAC是跟踪区代码，由运营商自行分配，主要起移动用户定位唯一标识作用；CI是小区唯一标识，主要起移动用户定位唯一标识作用；LAT和LON是基站的经纬度坐标。网络测量信息中的 MCC、MNC、TAC 和 CI 参数可以用于数据库查询，以获取基站的经纬度信息。而移动终端只能获取到服务基站的TAC、CI，无法获得候选基站的TAC、CI。因此，只能获得服务基站的经纬度，无法获得候选基站的经纬度，那么就无法利用候选基站潜在的定位辅助信息。

4G/5G网络测量信息除了MCC、MNC、TAC、CI外，还有两个重要参数：PCI是物理小区标识，用于区分不同小区的无线信号，保证在相关小区覆盖范围内没有相同的物理小区标识；ARFCN是绝对无线频率信道号，无线通信中用于标识发射和接收参考频率的代码。运营商如果没有合理配置PCI和ARFCN，容易产生PCI冲突。PCI冲突有两个类型——PCI碰撞和PCI混淆。如果一个移动通信网络中的两个邻近小区使用相同的频率和PCI，那么当终端在两个小区的信号交叠区域内时，可能会出现信号同步和解码的问题。这种情况被称为PCI碰撞。当一个移动通信网络中的服务小区和测量小区满足切换门限条件，且这两个小区的邻区采用相同的频率和物理小区识别码（PCI）时，可能导致用户设备无法正确地识别服务小区和测量小区，从而可能会出现切换失败或掉话等问题，这种情况被称为PCI混淆。

运营商为了避免PCI冲突，基站配置时对邻区的配置做了限制：避免PCI冲突问题：任何两个相邻的同频小区都不能使用同一个PCI；避免PCI混淆问题：在所有邻区中，不能存在两个使用相同频率的邻区采用相同的PCI。综上，在候选小区中，ARFCN和PCI不重复，那么ARFCN和PCI可以作为候选小区内基站标识信息。

在本实施例中，重构基站数据库步骤就利用了此性质，将ARFCN和PCI当作一个新的标识信息，实际可在原来的基站数据库的基础上，添加这两个字段。为了维持网络连接质量，当终端移动时，可能会连接到不同的基站。当移动终端数量增多时，基站数据的采集速度会加快，更快实现基站数据库的重构。

在一个实施例中，在获取待定位终端的网络测量信息之前，所述多基站定位方法还包括：收集各个基站的移动国家号码、绝对无线频率信道号、物理小区标识、移动网络号码、跟踪区代码、小区唯一标识以及基站的经纬度坐标。

在一个实施例中，在获取待定位终端的网络测量信息之前，所述多基站定位方法还包括：设定扫描次数阈值以及扫描间隔时间，并以所述扫描间隔时间为间隔进行扫描以持续获取网络测量信息，直至扫描次数达到所述扫描次数阈值。

S2: 根据所述第一基站信息以及所述第二基站信息，从所述基站数据库中对应获取所述服务基站的第一经纬度以及所述候选基站的第二经纬度。

在一个实施例中，根据所述第一基站信息以及所述第二基站信息，从所述基站数据库中对应获取所述服务基站的第一经纬度以及所述候选基站的第二经纬度，具体包括：根据所述第一基站信息中的跟踪区代码以及小区识别号，从所述基站数据库中获取所述服务基站的第一经纬度；根据所述第二基站信息中的绝对无线频率信道号以及物理小区标识，从所述基站数据库中获取所述候选基站的候选经纬度，并判断所述候选经纬度的数量是一个还是多个；若所述候选经纬度的数量为一个，则将所述候选经纬度输出为第二经纬度；若所述候选经纬度的数量为多个，则根据预设的第一距离计算公式，分别计算各个候选经纬度与所述服务基站之间的基站距离，并将所述基站距离最小值所对应的第一候选经纬度输出为第二经纬度。

在一个实施例中，所述第一距离计算公式包括曼哈顿距离计算公式、切比雪夫距离计算公式、欧氏距离计算公式。

S3: 根据预设的反距离加权算法、所述第一经纬度以及所述第二经纬度，计算所述待定位终端的位置。

在一个实施例中，根据预设的反距离加权算法、所述第一经纬度以及所述第二经纬度，计算所述待定位终端的位置，具体包括：根据参考信号接收功率、所述第一经纬度、所述第二经纬度、以及预设的第二距离计算公式，计算所述待定位终端与所述服务基站之间的第一距离，以及所述待定位终端与候选基站之间的第二距离；求出所述第一距离的第一倒数和所述第二距离的第二倒数，并分别将所述第一倒数和所述第二倒数进行归一化以对应获取加权值；根据所述加权值，对应对所述第一经纬度以及所述第二经纬度进行加权求和，计算得到所述待定位终端的位置。

本发明实施例描述了一种多基站定位方法，通过获取服务基站和候选基站的经纬度，再利用基站的RSRP信息，估计基站和终端之间的距离，通过反距离加权算法，得到终端的位置，该多基站定位方法提升了终端定位的准确性；进一步地，本发明实施例描述的一种多基站定位方法还通过多次获取网络测量信息，尽可能获取更多的基站信息，减少基站频繁切换对定位的影响，从而提高终端定位的稳定性。

具体实施例二

除上述方法外，本发明实施例还公开了一种多基站定位装置。图3是本发明一实施例提供的一种多基站定位装置的结构示意图。

如图3所示，所述多基站定位装置包括信息获取单元11、经纬获取单元12以及距离计算单元13。

其中，所述信息获取单元11用于获取待定位终端的网络测量信息；所述网络测量信息包括服务基站的第一基站信息以及候选基站的第二基站信息。其中，所述第二基站信息包括候选基站的绝对无线频率信道号以及物理小区标识。

经纬获取单元12用于根据所述第一基站信息以及所述第二基站信息，从所述基站数据库中对应获取所述服务基站的第一经纬度以及所述候选基站的第二经纬度。

在一个实施例中，所述经纬获取单元12用于：根据所述第一基站信息中的跟踪区代码以及小区识别号，从所述基站数据库中获取所述服务基站的第一经纬度；根据所述第二基站信息中的绝对无线频率信道号以及物理小区标识，从所述基站数据库中获取所述候选基站的候选经纬度，并判断所述候选经纬度的数量是一个还是多个；若所述候选经纬度的数量为一个，则将所述候选经纬度输出为第二经纬度；若所述候选经纬度的数量为多个，则根据预设的第一距离计算公式，分别计算各个候选经纬度与所述服务基站之间的基站距离，并将所述基站距离最小值所对应的第一候选经纬度输出为第二经纬度。

距离计算单元13用于根据预设的反距离加权算法、所述第一经纬度以及所述第二经纬度，计算所述待定位终端的位置。

在一个实施例中，所述距离计算单元13用于：根据参考信号接收功率、所述第一经纬度、所述第二经纬度、以及预设的第二距离计算公式，计算所述待定位终端与所述服务基站之间的第一距离，以及所述待定位终端与候选基站之间的第二距离；求出所述第一距离的第一倒数和所述第二距离的第二倒数，并分别将所述第一倒数和所述第二倒数进行归一化以对应获取加权值；根据所述加权值，对应对所述第一经纬度以及所述第二经纬度进行加权求和，计算得到所述待定位终端的位置。

在一个实施例中，所述多基站定位装置还包括数据库重构单元，所述数据库重构单元用于：收集各个基站的移动国家号码、绝对无线频率信道号、物理小区标识、移动网络号码、跟踪区代码、小区唯一标识以及基站的经纬度坐标。

其中，所述多基站定位装置集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。本发明另一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如前所述的多基站定位方法。

其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random AccessMemory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，单元之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本发明实施例描述了一种多基站定位装置及计算机可读存储介质，通过获取服务基站和候选基站的经纬度，再利用基站的RSRP信息，估计基站和终端之间的距离，通过反距离加权算法，得到终端的位置，该多基站定位装置及计算机可读存储介质提升了终端定位的准确性；进一步地，本发明实施例描述的一种多基站定位装置及计算机可读存储介质还通过多次获取网络测量信息，尽可能获取更多的基站信息，减少基站频繁切换对定位的影响，从而提高终端定位的稳定性。

具体实施例三

除上述方法和装置外，本发明实施例还描述了一种多基站定位系统。

多基站定位系统包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如前所述的多基站定位方法。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个装置的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能、图像播放功能等）等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据（比如音频数据、电话本等）等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（FlashCard）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

本发明实施例描述了一种多基站定位系统，通过获取服务基站和候选基站的经纬度，再利用基站的RSRP信息，估计基站和终端之间的距离，通过反距离加权算法，得到终端的位置，该多基站定位系统提升了终端定位的准确性；进一步地，本发明实施例描述的一种多基站定位系统还通过多次获取网络测量信息，尽可能获取更多的基站信息，减少基站频繁切换对定位的影响，从而提高终端定位的稳定性。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。