3G中的A-GPS移动定位技术.doc.doc

3G 中的 A-GPS 移动定位技术内容摘要:文章介绍了 3G 中广泛使用的三种定位技术——基于网络的 CELL-ID 、 OTDOA 和 A-GPS ,分析了 A-GPS 的基本原理、网络结构以及 SUPL A-GPS 的网络通信过程,指明了 A-G PS 的发展前景。位置业务( LBS , Location Based Service )是指移动网络通过特定的定位技术来获取移动终端的位置信息,从而为终端用户提供附加服务的一种增值业务,可广泛应用于紧急救援、导航追踪、运输调度、移动黄页等诸多方面。近年来,随着用户需求的增加,移动定位技术受到越来越多的关注,特别是 3G 技术的日益成熟为移动定位技术的发展提供了支持。在 2G 或 的网络里,由于受到网络传输速度的限制,高精度定位技术( A-GPS )的应用受到局限,而 3G 网络可以提供高速无线下载功能,这就为移动定位业务提供了更加广阔的发展空间。 1、 3G 中的移动定位技术目前,在 3G 网络中广泛使用的移动定位技术有三种:基于网络的小区识别( CELL-I D )定位技术、 OTDOA 定位技术、网络与终端混合的 A-GPS 定位技术。 基于网络的 CELL-ID 定位技术基于网络的 CELL-ID 定位技术是一种最简单的定位技术,适用于所有蜂窝网络,且无需对手机和网络进行修改,就可以向当前的移动用户提供自动定位业务。该技术根据移动终端所处的蜂窝小区 ID 号来确定用户的位置,因此其定位精度完全取决于移动终端所处蜂窝小区半径的大小,从几百米到几十公里不等。与其它技术相比,该技术投资较少,定位响应时间较短,一般在 3s 以内,但其精度最低,误差较大。 OTDOA 定位技术 OTDOA ( Observed Time Difference of Arrival )是一种应用于 3G 网络的定位方式。这种定位技术通过移动终端测量不同基站的下行导频信号的到达时刻( TOA , Time of Arri val )实现定位,其定位精度较高,定位范围约为 100 ~ 200m 。但对时间基准的依赖性较强,同时受多径干扰的影响也较大。 OTDOA 定位响应时间比 CELL-ID 略长,大约要 10 s 。该技术无需对手机进行修改而只需修改网络,即可直接向现有用户提供服务。 A-GPS 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 Fi x ),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 A-GPS 的定位能力。 2、 A-GPS 定位技术分析 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。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。(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。(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 G PS 误差影响的距离)。(4 )若采用网络侧计算,终端将测量的 GPS 伪距信息通过网络传输到位置服务器, 位置服务器根据传来的 GPS 伪距信息和来自其他定位设备(如差分 GPS 基准站等)的辅助信息完成对 GPS 信息的计算,并估算该终端的位