LBS中的定位技术.ppt

收机的搜索空间大大减少，只对很少的几 个频率区（Frequency bins）进行搜索，首 次定位时间（TTFF）也就可以减小到只有几 秒。而传统的GPS接收机要在整个频率范围 内进行搜索。
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GPS接收机的运行程序，第一步是搜寻卫星信号、再接收星历，接着才能定位与跟踪。如 果能预先取得卫星信息，或以更快的速度来下载星历，那就能加速定位的速度，下图所示
其定位流程如下：
（1）移动终端首先将本身的基站地址通过 网络传输到位置服务器（COO定位）。 。
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3.1 AGPS定位技术
3.1.1 A-GPS的基本原理
（2）位置服务器根据该终端的大概位置传输与该位 置相关的GPS辅助信息（GPS捕获辅助信息、GPS 定位辅助信息、GPS灵敏度辅助信息、GPS卫星工 作状况信息等）和移动终端位置计算的辅助信息 （GPS历书以及修正数据、GPS星历、GPS导航电 文等）。利用这些信息，终端的A-GPS模块可以很 快捕获卫星，以提升GPS信号的第一锁定时间TTFF 能力，并接收GPS原始信号。
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A-GPS缺陷 •尽管AGPS拥有较传统GPS更好的性能，但其并没有 完全弥补传统GPS的缺陷。 •1、室内定位的问题目前仍然无法圆满解决。虽然 AGPS在启动的时候能够接收到GPRS传来的辅助定位 信息，但是在室内无法接收到GPS卫星信号的情况下 ，还是无法完成精确定位。 •2、AGPS需要通过GPRS来接收辅助定位信息，这样 对于专业的车载导航仪来说，需要另外增加一个 GPRS模块，势必会增加制造成本，同时GPRS的流量 费也会增加用户的使用成本。 •3、AGPS离不开移动运营商的支持。
（3）终端在接收到GPS原始信号后解调信号，计算 终端到卫星的伪距（伪距即受各种GPS误差影响的 距离）。
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3.1 AGPS定位技术
对于一个不具任何有效定位数据的GPS终端来说，最重要的是要收齐四颗卫星分别的 星历及卫星时间数据，才能正确的计算定位。同步收齐四颗卫星一个完整星历数据的时 间，至少需要18秒，年历方面，由于每次更新的数据需用到25帧来传送更新的年历数 据，因此要完整的下载，需要用掉12.5分钟。
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• A-GPS服务器主要的任务是提供GPS信号的 近似的多普勒频偏，A-GPS服务器有一个参 考的GPS接收机，能计算出卫星信号的多普 勒频偏，A-GPS服务器将多普勒频偏信息发 送给其他手持GPS接收机，这样手持GPS接
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• 捕获二维搜索的流程图如图 所示。先固定载 波频率，检测最大积分值和对应的码相位； 与捕获门限做比较，如果积分结果大于门限 值则认为捕获成功，如果积分结果没有达到 门限值，则按照一定的步进值和变化方式调 整载波，重新进行码相位搜索。最终得到符 合条件的载波频率和码相位，完成 GPS 信号 捕获。
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• 如何调整载波，每调整一次频率的间隔是 多少呢？C/A码的码速是1.023MHz
9Leabharlann • 当输入信号与本地产生的合成信号超过一 周期时，两个信号就不相关。还和数据的 长度有关系（讲解）
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在L1上所搭载的卫星信息以帧（Frame）为单位，每个帧下又分为五个子帧（SubFrame），它的内容包括星历（Ephemeris）数据、电离层参数及年历（Almanac）等 ，请参考表一。其中星历为个别卫星本身的精确轨道位置，它每小时更新一次，每次更 新的有效性约四小时；年历则为所有卫星在轨道上的概略位置及其状况等，它每天更新 一次，有效时间可达数周。
第三章 LBS中定位技术
1、AGPS定位技术 2、网络定位技术 3、WIFI定位 4、Zigbee定位 5、其他定位
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3.1 AGPS定位技术
• A-GPS（Assisted Global Positioning System）即网络辅助的 全球定位系统，这种方法需要网络和移动终端都能够接收 GPS信息，是一种结合了网络基站信息和GPS信息对移动终 端进行定位的技术，可以在2G和3G网络中使用。此技术的 优势主要在其定位精度上，在室外等空旷地区，正常工作 环境下其精度可达5～10m，堪称目前定位精度最高的一 种定位技术。另一方面，利用网络传来的辅助信息可以增 强TTFF（Time To First Fix），其首次捕获GPS信号的时间大 大减小，一般仅需几秒，而不像GPS的首次捕获时间可能 需要2～3min。A-GPS定位响应时间为3～10s之间。
• 此外，为了解决终端在室内以及在城市中被建筑物遮挡而 难以接收GPS信号的缺陷，一般A-GPS技术解决方案还考虑 了CELL-ID定位技术作为备用方案，这样就大大提升了AGPS的定位能力。
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• 为什么AGPS捕获GPS信号的时间大大减小？ 并且灵敏度大大提高？
• 先看看一般GPS的工作原理
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• 多普勒效应指的是：当一个信号源与观察 者有相对运动时，观察者观察到的信号源 的频率会发生变化。当两者走近时观察到 的信号频率增大，而两者走远时观察到的 信号频率降低。由于GPS信号和地球的运动 造成地面观察到的GPS信号的频率大概有± 4.2KHz偏移，在GPS接收机中常取± 5KHz或 ± 6KHz。（如果GPS在高速运动物体上，多 普勒频移的最大值为±10KHz）
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• 在传统的GPS接收机中，在捕获GPS信号阶 段，实际上要搜索所有可能的频率和代码 延迟空间，而由多普勒效应引起的频偏， 使GPS接收机要搜索的频率范围远不止一个 ，而是要搜索整个多普勒频偏的范围。为 了在短时间能完成搜索，搜索程序的步进 带宽不能很窄。用窄步进进行搜索，就意 味着需要许多步才能覆盖全部的频率范围 ，这样就耗费时间。但用宽步进进行搜索 ，灵敏度相对就差一些。
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3.1 AGPS定位技术
3.1.1 A-GPS的基本原理
作为一种高精度的移动定位技术，A-GPS通 过移动终端和GPS辅助定位信息（由移动网络 提供）共同获取移动终端的位置信息，因而需 要在移动终端内增加A-GPS接收机模块（或者 外接A-GPS接收机），同时要在移动网络上加 建位置服务器等设备。