第3章 蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)定位

1、無線定位系統(tǒng)主編：梁久禎目錄 第1章 緒論 第2章 衛(wèi)星定位 第3章 蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)定位 第4章 Wi-Fi定位 第5章 ZigBee網(wǎng)絡(luò)定位 第6章 UWB定位技術(shù) 第7章 CSS定位第3章 蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)定位第3章 目錄3.1 蜂窩技術(shù)概述 3.1.1 蜂窩技術(shù)的需求與發(fā)展 3.1.2 現(xiàn)有蜂窩定位技術(shù)3.2 蜂窩定位方法與誤差 3.2.1 基本定位方法 3.2.2 誤差來源3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例 3.3.1 GSM網(wǎng)絡(luò)電波特征值 3.3.2 基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)3.1 蜂窩技術(shù)概述移動通信蜂窩網(wǎng)絡(luò)是目前覆蓋范圍最大的無線網(wǎng)絡(luò)，隨著人們需求的提高，利用移動通信蜂窩

2、網(wǎng)絡(luò)進行定位也被日益看重。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，各種基于移動臺位置的服務(wù)，如公共安全服務(wù)、緊急報警服務(wù)、基于移動臺位置的計費、車輛和交通管理、導航、城市觀光、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)Qos（Quality of Service）和無線資源管理等，都需要一種簡單、廉價的定位方法。在蜂窩定位系統(tǒng)中，被定位移動終端通常是普通終端(手機等)，這在客觀上要求多個基站設(shè)備通過附加裝置測量從移動終端發(fā)出的電波信號參數(shù)，如傳播時間、時間差、相位或入射角等，再通過合適的定位算法推算出移動終端的大致位置。由于受移動通信信道噪聲和多徑傳播干擾等不良因素的影響，蜂窩無線電定位系統(tǒng)很難達到較高定位精度，定位覆蓋范圍也受到蜂窩移動通信

3、系統(tǒng)場強覆蓋范圍的限制。3.1 蜂窩技術(shù)概述 無線定位系統(tǒng)中對移動臺的定位是通過檢測移動臺和多個固定位置的收發(fā)機之間傳播信號的特征參數(shù)(如電波場強，傳播時間或時間差，入射角等)來估計出目標移動臺的幾何位置。 在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)進行定位估計的位置、定位主體及采用的設(shè)備的不同可將對移動臺的無線定位方案分為三類： 基于移動臺的定位方案 基于網(wǎng)絡(luò)的定位方案 GPS輔助定位方案 與之對應(yīng)有以下幾類定位系統(tǒng):3.1 蜂窩技術(shù)概述(1基于移動臺(Mobile Based)的定位系統(tǒng)這類系統(tǒng)也稱為移動臺自定位系統(tǒng)或前門鏈路定位系統(tǒng)，采用的是基于移動臺的定位方案。其定位過程是由移動臺根據(jù)接收到的多個已知位置發(fā)射

4、機發(fā)射信號攜帶的某種與移動臺位置有關(guān)的特征信息（如場強、傳播時間、時間差等)確定其與各發(fā)射機之間的幾何位置關(guān)系，再由集成在移動臺中的位置計算功能，根據(jù)有關(guān)定位算法計算出移動臺的估計位置：（2基于網(wǎng)絡(luò)(Network Based)的定位系統(tǒng)這類系統(tǒng)也稱為遠距離定位系統(tǒng)或反向鏈路定位系統(tǒng)，采用的是基于網(wǎng)絡(luò)的定位方案。其定位過程是由多個固定位置接收機同時檢測移動臺發(fā)射的信號，將各接收信號攜帶的某種與移動臺位置有關(guān)的特征信息送到網(wǎng)絡(luò)中的移動定位中心(MLC，Mobile Location Centre)進行處理，由集成在MLC中的PCF（Packet Control Function）計算出移動臺的估

5、計位置。3.1 蜂窩技術(shù)概述(3網(wǎng)絡(luò)輔助(Network Assisted)定位系統(tǒng)這類系統(tǒng)也屬于移動臺自定位系統(tǒng)采用的是基于移動臺的定位方案，其定位過程是由網(wǎng)絡(luò)中多個固定位置的接收機同時檢測移動臺發(fā)射的信號，將各接收信號攜帶的與移動臺位置有關(guān)的特征信息由空中接口傳送回移動臺，由集成在移動臺中的PCF算出移動臺的估計位置。(4移動臺輔助(Mobile Assisted)定位系統(tǒng) 這類系統(tǒng)采用的也是基于網(wǎng)絡(luò)的定位方案，其定位過程是由移動臺檢測網(wǎng)絡(luò)中多個固定位置發(fā)射機同時發(fā)射的信號，將各接收信號攜帶的某種與移動臺位置有關(guān)的特征信息由空中接口傳送回網(wǎng)絡(luò)，由集成在網(wǎng)絡(luò)MLC中的PCF計算出移動臺的估計

6、位置。(5GPS輔助定位系統(tǒng)這類系統(tǒng)采用的是GPS定位方案，由集成在移動臺上的GPS接收機和網(wǎng)絡(luò)中的GPS輔助設(shè)備利用GPS系統(tǒng)實現(xiàn)對移動臺的自定位，然而，在移動臺內(nèi)部集成GPS接收機存在體積偏大、能耗過大、GPS接收機首次定位時間過長、成本較高等問題。3.1 蜂窩技術(shù)概述3.1.1蜂窩技術(shù)的需求與發(fā)展 第二次世界大戰(zhàn)的軍事需求和80年代末開始推廣的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)分別推動了蜂窩網(wǎng)定位技術(shù)在軍事和民用領(lǐng)域的發(fā)展。 快速增長的中國移動通信市場為開展和普及移動定位系統(tǒng)在中國的建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。 近年來，隨著蜂窩移動通信技術(shù)的迅速發(fā)展，蜂窩無線定位技術(shù)越來越受到人們的重視。 蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施

7、的完善、移動終端功能的增強、互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的豐富及無線應(yīng)用的推廣正在充實人們的日常生活，也逐漸改變?nèi)藗兊纳罘绞胶拖M習慣。3.1 蜂窩技術(shù)概述3.1.2現(xiàn)有蜂窩定位技術(shù) 自E-911定位需求頒布以來，對移動臺定位技術(shù)的研究內(nèi)容更側(cè)重于基本定位方法和技術(shù)的研究，定位算法的研究，TDOA、TOA檢測技術(shù)的研究，抗非視距傳播、多徑和多址干擾技術(shù)的研究，數(shù)據(jù)融合技術(shù)的研究，定位技術(shù)實施方法的研究，定位系統(tǒng)的性能評估等。 目前，國外各大主要移動設(shè)備制造商主要包括愛立信、諾基亞和摩托羅拉。 我國的一部分較大的通信設(shè)備公司如華為、大唐雖然已經(jīng)具備了獨立研制大部分 GSM 設(shè)備的能力，但是卻都沒有提出 GSM

8、系統(tǒng)下的完整的移動定位解決方案。3.2 蜂窩定位方法與誤差3.2.1基本定位方法 定位方法主要有三種：推算定位DR（Dead Reckoning）、接近式定位和無線電通信定位。1推算定位方法和接近式定位方法該技術(shù)基于一個已知相對參考點或起始點，連續(xù)計算目標運動過程中相對于起始點的方向和距離，借助地圖匹配算法來確定移動目標位置，通用于對運動目標的連續(xù)定位。推算定位系統(tǒng)依賴于移動終端對于加速度、速度和運動方向的測量精度。時常見的車輛定位，車輛的傳動系統(tǒng)、車輪、慣性傳感器和磁性指南針等部件均可用于車輛推算定位。其中，為了得到車輛運動的距離或速度測量值，傳動(Transmission)傳感器將測量傳動

9、軸(shaft)的角度位置；已有的防滑煞車系統(tǒng)(ABS)傳感器或不同的車輛里程表(odometer)均可提供行駛距離和行進方向改變的信息；陀螺儀(gyroscopes)或加速計(accelerometer)等慣性傳感器可提供車輛位置和速度測量信息；磁性指南針可提供廉價的車輛前進方向信息。3.2 蜂窩定位方法與誤差3.2.1基本定位方法1推算定位方法和接近式定位方法利用上述傳感器，可以測量車前進方向i和距離di，加上已知起始位置Z0=（x0，y0）T，則在時刻n的車輛位置Zn=（xn，yn）T可由下式確定，其中，di稱為位移向量(displacement vector)，i和di稱為第i次位移方

10、向和位移距離, 推算定位原理如圖：3.2 蜂窩定位方法與誤差3.2.1基本定位方法2蜂窩網(wǎng)無線電定位方法(圓周/雙曲線/方位角定位)(1) 圓周定位法圓周定位法 基于到達時間的定位方法（基于到達時間的定位方法（TOA）這種方法是通過測量信號由目標發(fā)射機到達接收機的時間來實現(xiàn)定位的。這種方法需要基站和移動臺之間的時鐘同步，否則會產(chǎn)生很大的誤差。而且在二維定位中，至少需要三個接收機。3.2 蜂窩定位方法與誤差3.2.1基本定位方法2蜂窩網(wǎng)無線電定位方法(圓周/雙曲線/方位角定位)(1) 圓周定位法圓周定位法 基于到達時間的定位方法（基于到達時間的定位方法（TOA）假設(shè)三個接收機的坐標分別為接收機1

11、：（0，0）; 接收機2：（0，y2）; 接收機3：（x3，y3）測量的到達時間分別為t1、t2、t3，則接收機與目標點之間的距離分別表示為可以算出3.2 蜂窩定位方法與誤差3.2.1基本定位方法2蜂窩網(wǎng)無線電定位方法(圓周/雙曲線/方位角定位)(2)雙曲線定位法雙曲線定位法 基于到達時間差的定位方法（基于到達時間差的定位方法（TDOA）這種方法與TOA方法類似，只是采用了測量發(fā)射信號到達兩不同接收機的時間差來實現(xiàn)定位。這種方法需要接收機時間同步，不需要測量絕對時間。3.2 蜂窩定位方法與誤差3.2.1基本定位方法2蜂窩網(wǎng)無線電定位方法(圓周/雙曲線/方位角定位)(2)雙曲線定位法雙曲線定位法

12、 基于到達時間差的定位方法（基于到達時間差的定位方法（TDOA）三個接收機的坐標分別為：接收機1：（0，0）; 接收機2：（0，y2）; 接收機3：（x3，y3）信號到達接收機的時間分別為t1、t2、t3，則目標點與各接收機的距離分別為:TDOA的三條雙曲線可以表示為:3.2 蜂窩定位方法與誤差3.2.1基本定位方法2蜂窩網(wǎng)無線電定位方法(圓周/雙曲線/方位角定位)(2)雙曲線定位法雙曲線定位法 基于到達時間差的定位方法（基于到達時間差的定位方法（TDOA）分別平方整理可得由此兩式可得其中3.2 蜂窩定位方法與誤差3.2.1基本定位方法2蜂窩網(wǎng)無線電定位方法(圓周/雙曲線/方位角定位)(2)雙

13、曲線定位法雙曲線定位法 基于到達時間差的定位方法（基于到達時間差的定位方法（TDOA）整理之后得到3.2 蜂窩定位方法與誤差3.2.1基本定位方法2蜂窩網(wǎng)無線電定位方法(圓周/雙曲線/方位角定位)(3)方位測量定位方法方位測量定位方法AOA方法是通過測量信號到達的方向角度來確定信號位置的。在測量接收信號的到達方向時，需要利用兩個或多個參考節(jié)點3.2 蜂窩定位方法與誤差3.2.1基本定位方法2蜂窩網(wǎng)無線電定位方法(圓周/雙曲線/方位角定位)(3)方位測量定位方法方位測量定位方法設(shè)接收機1的坐標為（0，0），則接收機2的坐標為（0，y2），兩接收機測量得到的角度分別為 ，則兩個接收機與目標點的所形

14、成的兩條直線可以表示為兩直線方程聯(lián)立，然后求解可以得出目標點的坐標3.2 蜂窩定位方法與誤差3.2.1基本定位方法2蜂窩網(wǎng)無線電定位方法(圓周/雙曲線/方位角定位)(3)方位測量定位方法方位測量定位方法 AOA原理原理示意圖示意圖：3.2 蜂窩定位方法與誤差3.2.2誤差來源(1定位誤差來源之：多徑傳播問題多徑傳播是引起以上各種信號特征測量值出現(xiàn)誤差的基本原因。對TDOA和TOA定位法來說，即使在MS和BS之間電波可以視距(LOS)傳播，多徑傳播也會引起時間測量誤差。(2定位誤差來源之二：NLOS傳播問題LOS傳播是得到準確的信號特征測量值的必要條件。GPS系統(tǒng)也正是基于電波的LOS傳播才實現(xiàn)

15、丁對目標的精確定位。但是蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆益區(qū)一般是城市和近郊，MS和多個BS之間實現(xiàn)LOS傳播通常是很困難的；即使在無多徑和采用了高精度定時技術(shù)的情況下，NLOS傳播也會引起AOA、TOA或TDOA測量誤差。(3定位誤差來源之三：CDMA多址接入干擾問題在CDMA系統(tǒng)中，用戶通過不同的擴頻碼共用同頻帶，這種高容量也帶來了遠近效應(yīng)和多址干擾。(4其他定位誤差來源3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例在3GPP提出的未來全球陸地無線接入網(wǎng)(UTRAN)中，第二代的GSM網(wǎng)絡(luò)和第三代的WCDMA網(wǎng)絡(luò)將是其中兩個主要組成部分，對MS的定位服務(wù)(LCS)功能也已開始在這兩種網(wǎng)絡(luò)中實施。在3GPP中，針對MS定

16、位功能在這兩種網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的實施，提出了根據(jù)移動臺用戶需求和移動臺類型在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)提供多種精度定位服務(wù)，并選擇了該服務(wù)所依賴的多種定位方法和技術(shù)。對于GSM網(wǎng)絡(luò)來說，基于其網(wǎng)絡(luò)的成熟性、特點及已有的龐大移動用戶數(shù)目，在3GPP中為其選擇的定位方法有基于蜂窩小區(qū)ID、基于TA參數(shù)，TOA(上行)，E-OTD(下行，包括MS輔助和基于MS)以及基于GPS(包括MS輔助和基于MS)等5種定位法。目前，采用以上各種定位方法和技術(shù)在3GPP中已形成共識。本節(jié)將對GSM網(wǎng)絡(luò)移動臺定位功能實現(xiàn)的基本方法和關(guān)鍵技術(shù)進行分析。3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.1GSM網(wǎng)絡(luò)電波特征值 GSM(全球移動通信系統(tǒng))

17、是由歐洲主要電信運營商和制造商組成的標準化委員會在80年代設(shè)計，并于1992年在歐洲各國投入運行的第二代蜂窩移動通信系統(tǒng)。 GSM可分為： GSM900 GSM-PCS1900(北美GSM） GSM-DCSl800(數(shù)字通信系統(tǒng)1800) 從定位的角度看，這三種系統(tǒng)的特性是相似的，主要不同點就是系統(tǒng)載波頻率不同。3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.1GSM網(wǎng)絡(luò)電波特征值 GSM系統(tǒng)使用兩個25MHz寬的頻段，分別稱為上行與下行鏈路。每一頻段又分為125個頻道，載波間隔200kHz。GSM使用時分多址，每一個時隙長577ps，每8個時隙組成幀，這些幀再組成復幀。 GSM定義了許多邏輯信

18、道，每一個邏輯信道都有其特定的作用。其中主要有： 傳送用戶有效載荷的業(yè)務(wù)信道(TCH)； 協(xié)調(diào)基站與移動臺的相關(guān)及專用控制信道(ADCCH)； 建立鏈接的公用控制信道(CCCH)； 用于建立同步的同步信道(SCH)及傳送系統(tǒng)參數(shù)的廣播控制信道(BCCH)3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.2基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)出行OD（Origin Destination）在交通中有著重要價值，OD數(shù)據(jù)是用于交通需求分析、制定交通規(guī)劃的重要基礎(chǔ)信息，是反映出行需求空間分布的重要參數(shù)，交通分配模型也要求準確的OD矩陣作為輸入。由于傳統(tǒng)的居民出行調(diào)查和路邊詢問等調(diào)查方式存在較大局限性，在實

19、際應(yīng)用中很難獲取高質(zhì)量的OD數(shù)據(jù)，因此，傳統(tǒng)的OD數(shù)據(jù)調(diào)查方式不能準確地反映交通出行的實際情況，不利于交通規(guī)劃的合理制定。隨著手機定位技術(shù)的出現(xiàn)以及手機用戶的快速增長，基于手機定位技術(shù)的新的OD獲取方法逐漸受到重視，其對目標對象進行定位，通過連續(xù)追蹤其位置變化信息，在此基礎(chǔ)上進行數(shù)據(jù)處理和建模分析，提煉出相應(yīng)的出行OD信息。根據(jù)對目標對象位置追蹤所采用的技術(shù)方法不同，分兩種類別進行分析： 基于手機位置區(qū)定位的OD獲取技術(shù) 基于手機定位平面坐標的OD獲取技術(shù)3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.2基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)1基于手機定位的OD獲取技術(shù)與傳統(tǒng)OD調(diào)查方法對比傳統(tǒng)的居

20、民出行調(diào)查方式獲取出行OD信息，要求被調(diào)查對象對當天出行信息進行回想給出答案，包括出行的時間、出行目的地等，但在實際中對于這些信息往往記憶不清或者不耐煩于這樣的調(diào)查隨意地給出一些出行信息的答案，嚴重影響了交通出行調(diào)查的數(shù)據(jù)質(zhì)量；另外，居民出行調(diào)查的成本較高、抽樣樣本有限，通常間隔若干年進行一次全面的調(diào)查，不能把握OD信息的動態(tài)變化特征。新的基于手機定位的OD獲取技術(shù)相對于傳統(tǒng)的調(diào)查方法有明顯優(yōu)勢，利用手機無線通信已有的基礎(chǔ)設(shè)施進行追蹤調(diào)查，成本較低；連續(xù)追蹤目標對象的位置變化，能夠反映各種時間周期間隔內(nèi)OD的動態(tài)變化特征；可追蹤的樣本量充足，獲得的OD數(shù)據(jù)具有較強的代表性和真實性，數(shù)據(jù)質(zhì)量較高

21、。3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.2基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)1基于手機定位的OD獲取技術(shù)與傳統(tǒng)OD調(diào)查方法對比 成本動態(tài)性耗費時間樣本量連續(xù)性數(shù)據(jù)質(zhì)量探針式較低很好較少較高很好較高傳統(tǒng)方法較高很差較多有限很差較低3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.2基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)2基于手機位置區(qū)定位的OD獲取技術(shù) 基于手機位置區(qū)定位的OD獲取技術(shù)是近年提出來的新概念，利用手機通信網(wǎng)絡(luò)運營中已有的數(shù)據(jù)信息資源將其應(yīng)用于交通領(lǐng)域中OD數(shù)據(jù)的獲取。 以GSM無線通信系統(tǒng)為例進行相關(guān)的技術(shù)分析，論述如何通過位置區(qū)數(shù)據(jù)得到出行OD數(shù)據(jù)。3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與

22、定位實例3.3.2基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)2基于手機位置區(qū)定位的OD獲取技術(shù)1）GSM無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.2基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)2基于手機位置區(qū)定位的OD獲取技術(shù)1）GSM無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(1)基站子系統(tǒng)(BBS)BSS系統(tǒng)是在一定的無線覆蓋區(qū)中由MSC控制，與MS進行通信的系統(tǒng)設(shè)備，它主要負責完成無線發(fā)送接收和無線資源管理等功能。功能實體可分為基站控制器(BSC)和基站收發(fā)信臺(BTS)。 基站控制器(BSC) 具有對一個或多個BTS進行控制的功能，它主要負責無線網(wǎng)路資源的管理、小區(qū)配置數(shù)據(jù)管理、功率控制、定位和切換等

23、，是個很強的業(yè)務(wù)控制點。 基站收發(fā)信臺(BTS) 無線接口設(shè)備，它完全由BSC控制，主要負責無線傳輸，完成無線與有線的轉(zhuǎn)換、無線分集、無線信道加密、跳頻等功能。3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.2基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)2基于手機位置區(qū)定位的OD獲取技術(shù)1）GSM無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(2)網(wǎng)絡(luò)與交換子系統(tǒng)(NSS) 交換網(wǎng)路子系統(tǒng)(NSS)主要完成交換功能和客戶數(shù)據(jù)與移動性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能。NSS由一系列功能實體所構(gòu)成，各功能實體如下： 移動業(yè)務(wù)交換中心(MSC) 來訪用戶位置寄存器(VLR) 歸屬用戶位置寄存器(HLR) 鑒權(quán)中心(AUC)3.3 GSM

24、網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.2基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)2基于手機位置區(qū)定位的OD獲取技術(shù)1）GSM無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(3) GSM系統(tǒng)中的區(qū)域劃分關(guān)系 GSM無線通信系統(tǒng)分為MSC區(qū)、位置區(qū)、基站區(qū)以及小區(qū)四個層面：3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.2基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)2基于手機位置區(qū)定位的OD獲取技術(shù)1）GSM無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(3) GSM系統(tǒng)中的區(qū)域劃分關(guān)系 GSM無線通信系統(tǒng)分為MSC區(qū)、位置區(qū)、基站區(qū)以及小區(qū)四個層面： 小區(qū)：也稱蜂窩區(qū)，理想形狀為正六邊形，是指一個基站收發(fā)信臺所覆蓋的區(qū)域。 基站區(qū)：一個基站的控制器所控制的所有小區(qū)覆蓋的

25、區(qū)域。 位置區(qū)：移動臺可以任意移動而無需進行位置更新的區(qū)域。在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中一般將一個基站控制器所控制的區(qū)域定義為一個位置區(qū)。為了呼叫在此位置區(qū)以內(nèi)的某個移動臺，可以讓同一個位置區(qū)內(nèi)所有的基站同時對該移動臺發(fā)出廣播呼叫。 移動交換區(qū)(MSC區(qū))：一個MSC/VLR所控制的業(yè)務(wù)區(qū)域，可以覆蓋數(shù)個位置區(qū)。3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.2基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)2基于手機位置區(qū)定位的OD獲取技術(shù)2)基本原理處于待機狀態(tài)的手機通過基站與手機通信網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，手機通信網(wǎng)絡(luò)對手機所處的位置區(qū)(Location Area)信息進行記錄，在用戶撥打電話和接聽電話時根據(jù)所記錄的位置信息可

26、通過呼叫路由選擇找到手機，建立通話連接，位置信息都以數(shù)據(jù)庫的形式存儲在來訪用戶位置寄存器(VRL)中。當手機從一個位置區(qū)的信號覆蓋區(qū)域穿越到達另一個位置區(qū)時，將發(fā)生位置更新(LocationUpdate)，相應(yīng)的來訪用戶位置寄存器(VRL)中所記錄的手機位置區(qū)數(shù)據(jù)也要更新成當前位置區(qū)的數(shù)據(jù)。3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.2基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)2基于手機位置區(qū)定位的OD獲取技術(shù)2)基本原理GSM網(wǎng)絡(luò)中位置更新網(wǎng)絡(luò)中位置更新示意示意圖：圖：3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.2基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)2基于手機位置區(qū)定位的OD獲取技術(shù)2)基本原理手

27、機在通信網(wǎng)絡(luò)中位置區(qū)的變化間接地反映了手機用戶在路網(wǎng)中位置的變化，通過建立通信網(wǎng)絡(luò)中位置區(qū)與路網(wǎng)劃分的交通小區(qū)之間的對應(yīng)關(guān)系，將位置區(qū)變化信息映射到交通小區(qū)，從而獲取相應(yīng)的OD數(shù)據(jù)。3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.2基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)2基于手機位置區(qū)定位的OD獲取技術(shù)3)主要問題(1) 位置區(qū)歷史數(shù)據(jù)的獲取。(2) 位置區(qū)和交通小區(qū)的對應(yīng)、整合劃分。3.3 GSM網(wǎng)絡(luò)的電波特征與定位實例3.3.2基于手機定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)3. 基于手機定位平面坐標的OD獲取技術(shù) 利用無線網(wǎng)絡(luò)的信號參數(shù)，結(jié)合平面幾何原理獲得手機的平面坐標，通過連續(xù)追蹤平面坐標位置的變化信息獲取其出行OD的情況。 定位手機重58克便于攜帶，能持續(xù)使用5400小時，其功能上可以實現(xiàn)按照設(shè)定的時間間隔回傳位置信息，定位原理應(yīng)用了基于位置到達差的方法(TDOA，Time Difference of Arrival)，至少需要三個基站交匯定位確定位置信息，這個系統(tǒng)的定位精度在2015