一种移动通信终端定位方法

郑文宏

【摘要】 移动终端定位可用于应急、救援、寻人、增值业务等很多领域，具有广阔的发展前景，目前已知的移动终端定位技术有小区识别码（Cell ID）的定位技术、手机A-GPS定位技术等；本文介绍了一种移动通信终端定位方法，即通过移动终端消息中的主服务小区的TA值（时间提前量）和距离间关系，再经过本文介绍的算法，就可以比较精确的定位移动通信终端。本技术的有益效果是，可以在不必改进用户终端的同时，也不需要扩大移动基站的建设，就能为目前流行的移动系统（GSM、CDMA、WCDMA、TDSCDMA）用户提供及时的、较高精度的定位服务。

【关键词】 TA值（时间提前量） 移动终端定位平台 TA与距离的精确换算表 基站的TA值换算的长度TA①

A mobile communication terminal positioning method

Abstract： ：mobile terminal positioning can be used for emergency and rescue、people search、many fields such as value-added services， has a broad prospects for development， are now known to mobile terminal positioning technology have community identification number （Cell ID） location technology， mobile phones， A - GPS positioning technology etc.In this paper， a mobile communication terminal positioning method， namely using the primary service in the mobile terminal news plot of TA values （Time Advance） and the relationship between distance， repass algorithm is introduced in this paper， can accurate positioning of mobile communication terminal. The beneficial effects of this technology is， without having to improve user terminals at the same time， also do not need to enlarge the construction of mobile base stations， for the current popularity of mobile system （GSM， CDMA， WCDMA， td-scdma） users to provide timely， the high precision positioning services.

Key words： TA value （Time Advance）， mobile terminal positioning platform， TA and distance precision conversion table，The length of the base station of the TA value conversion

一、引言

目前，公知的手机定位技术是小区识别码（Cell ID）的定位技术和手机GPS定位技术，小区识别码（Cell ID）的定位技术是根据为手机提供服务的小区确定手机的位置，其存在的问题是精度差；而手机GPS定位技术是手机通过自带的GPS软件也可以进行定位，缺点是需要手机具有GPS定位功能、提取终端位置信息时GPS需打开、很多终端自带防火墙等软件禁止位置信息提取、GPS从打开到锁定卫星过程较慢等，并且GPS定位卫星信号容易被建筑物遮挡，造成在高楼密集区等区域收不到所需的GPS卫星信号就无法进行定位。

为克服现有移动通信中的GSM（全球移动通信系统）、CDMA（码分多址移动通信）、TD-SCDMA（时分双工技术的同步码分多址系统）及WCDMA（宽带码分多址）等系统手机定位精度不高、手机普遍不具有GPS定位功能的不足，研制开发出一种用于移动通信中手机定位精度高，并且无需进行手机硬件和软件的改动，不增加手机成本的移动通信终端定位方法是本领域当前急需的任务。

二、基于TA值的移动通信终端定位系统的建立

建立这一系统的目的是利用移动终端通信信令中的TA值，经过一定的算法，即可比较精确的定位出当前移动终端的位置，它提供一种无需对现有手机硬件和软件进行改动、不增加手机成本，也不扩大移动基站的建设，就能提高移动通信手机定位精度的移动通信终端定位方法。

为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案：一种移动通信终端定位技术

包括以下步骤：

1、首先建立一个包含所有基站精确经纬度信息、TA值（时间提前量）和距离的精确换算表的移动终端定位平台；

基站经纬度的获取方法：

1：工作人员到基站天线所在位置，通过GPS、移动信号测试手机确定基站精确的经纬度，作好记录，所有基站经纬度数据汇总形成基站经纬度数据库。

2：CDMA（码分多址移动通信）、TD-SCDMA（时分双工技术的同步码分多址系统）这两个系统基站自带GPS，可以通过BSC（基站控制器）、RNC（无线网络控制器）的电脑终端获取。

建立TA值（时间提前量）和距离的精确换算表：

工作人员利用测试手机，测距仪等工具，在基站附近按远近分别选点测试离基站的距离、测试手机中的TA值，在进行海量测试后，可以建立TA值（时间提前量）和距离间关系数据库，通过加权平均、正态分布方法做出TA值（时间提前量）和距离的精确换算表。

2、获取移动终端信号强度的主、次强、次次强基站服务小区TA值

1.终端发起定位请求时，获取终端消息中的主服务小区（基站A）的TA值（时间提前量）；

TA值（时间提前量）的获取：

移动终端定位平台通过与各移动通信系统（GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA）的通讯接口，发出提取需定位服务终端的TA指令，各移动通信系统（GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA）可以在各自的OMC（操作维护中心）、MSC（移动交换中心）、BSC（基站控制器）中跟踪到需定位服务终端的主基站A服务小区所发出包含TA的信道，并提取TA值发给移动终端定位平台。

2.终端定位平台对终端发起强制切换至次强基站B服务小区消息，获取终端消息中的次强基站B服务小区的TA值（时间提前量）；

强制切换至次强基站B服务小区的目的是将终端的主基站A服务小区变更为次强基站B服务小区，此时次强基站B服务小区与终端间建立起了业务信道（TCH）等信道，内含TA值，移动终端定位平台就可以通过各移动通信系统（GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA）的通讯接口提取到TA值。

3.反复第2步骤获取次强、次次强、次次次强等多个基站服务小区的TA值（时间提前量）；

3、通过获取的多个基站服务小区TA值定位终端位置

当定位平台获得至少A、B和C的3个以上TA值（时间提前量）后，根据已建立的基站位置信息、TA值（时间提前量）与距离的对应关系，以基站为圆点，以不同基站A、B和C的TA值换算的长度为半径为圆，以A、B和C的三个圆的相交区域面积，利用三圆相交算法得到终端定位位置。

其方法可用图示说明，当手机终端发起定位服务请求后，终端定位平台在获取终端消息中的主基站服务小区的TA后；对终端发起强制切换至次强基站小区消息，获取终端消息中的次强基站服务小区的TA值；以此类推获取次次强等多个小区的TA值；当获得至少3个以上的基站服务小区的TA值时，根据已建立的基站位置信息、TA与距离的精确换算表，以基站为圆点、以不同基站的TA值换算的长度（TA①、TA②、 TA ③、TA ④、TA⑤。。。。）为半径画圆，三个圆的重合区域就是终端所在位置，如下图中的重合区域。

三、结束语

本文提出了一种新的移动终端定位方法，其有别于目前已知的通过小区识别码（Cell ID）的定位技术和A-GPS等定位技术，其定位精度比小区识别码（Cell ID）的定位技术要高、但低于通过终端的GPS定位技术，其特点是移动终端的定位成本较低、不受移动通信终端硬件和软件设置影响、定位时间较短等。

本技术的有益效果是，可以在不必改进用户终端的同时，也不需要扩大移动基站的建设，就能为目前流行的移动系统（GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA）用户提供及时的、较高精度的定位服务。