隨著中國(guó)的科技與經(jīng)濟(jì)地不斷發(fā)展，gsm定位技術(shù)也在不斷地提升。學(xué)習(xí)啦小編整理了gsm定位技術(shù)論文，有興趣的親可以來(lái)閱讀一下!

　　gsm定位技術(shù)論文篇一

　　基于城市GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)的定位算法的分析

　　摘要GSM移動(dòng)系統(tǒng)是我國(guó)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中重要增值業(yè)務(wù)之一，因此對(duì)移動(dòng)定位技術(shù)的研究十分必要。本篇論文重點(diǎn)研究了TDOA定位算法中的3種常見(jiàn)算法：Chan算法、泰勒序列展開(kāi)算法和球面差值SI算法，利用Matlab軟件對(duì)它們進(jìn)行了仿真，并在不同條件下對(duì)它們的定位精度和優(yōu)缺點(diǎn)作出了分析比較，評(píng)估了各自的定位性能，總結(jié)出這三種算法的特點(diǎn)。

　　關(guān)鍵字：無(wú)線定位;全球移動(dòng)通信系統(tǒng);到達(dá)時(shí)間差

　　中圖分類號(hào)： P228.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

　　1.基于GSM系統(tǒng)的TDOA定位技術(shù)原理

　　TDOA即到達(dá)時(shí)間差。TDOA定位法是通過(guò)測(cè)量移動(dòng)臺(tái)到基站的距離來(lái)定位，通過(guò)數(shù)學(xué)公式的變化，移動(dòng)臺(tái)發(fā)射電磁波到達(dá)兩個(gè)固定基站的距離差也可以得到一個(gè)位置方程，兩組位置差方程就可以求解移動(dòng)臺(tái)位置的平面坐標(biāo);這里不需要測(cè)量電磁波到達(dá)基站的絕對(duì)時(shí)間，而是測(cè)量電磁波到達(dá)不同基站的時(shí)間差。這樣也就不需要要求移動(dòng)臺(tái)和基站間的時(shí)間同步，而只需要實(shí)現(xiàn)定位基站間的時(shí)間同步即可，在工程上基站間的時(shí)間同步也常用通過(guò)對(duì)基站安裝全球定位接收機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)受時(shí)同步。測(cè)量裝置需要在每個(gè)基站處安裝一個(gè)時(shí)間測(cè)量單元。根據(jù)TDOA定位法常規(guī)示意圖可知，采用三個(gè)不同的基站可以測(cè)到兩個(gè)時(shí)間差數(shù)據(jù)，可以確定移動(dòng)臺(tái)的位置信息。其中BTS 1、BTS 2、BTS 3為基站，X為移動(dòng)臺(tái)。設(shè)T12和T13分別為測(cè)出的移動(dòng)臺(tái)X的發(fā)射信號(hào)到達(dá)基站BTS1、BTS2的時(shí)間差和發(fā)射信號(hào)到達(dá)基站BTS1、BTS3的時(shí)間差，其中T12和T13區(qū)分正負(fù)。C為無(wú)線電波在空氣中的傳播速度定值，己知三個(gè)基站BTS1、BTS2、BTS3的坐標(biāo)分別為(XI，YI)、(X2，Y2)、(X3，Y3)，假設(shè)移動(dòng)臺(tái)X的坐標(biāo)為(X,Y)，則有如下位置關(guān)系表達(dá)式：

　　(1-1)

　　(1-2)

　　式(1-1)和式(1-2)這是一個(gè)關(guān)于(X，Y)的非線性方程組，可以計(jì)算求得唯一解。

　　基于TDOA的算法有球面插值(SI)算法、Fang算法、泰勒序列展開(kāi)算法以及Chan算法。TDOA定位法的各種算法為本論文主要研究對(duì)象。

　　2.定位算法的仿真及性能分析

　　本仿真程序首先利用Matlab將Chan算法、泰勒序列展開(kāi)算法和球面插值算法的數(shù)學(xué)模型編寫成為m文件，然后利用NetworkTop函數(shù)生成蜂窩網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌^(qū)數(shù)為3至7個(gè)。再由MSPosition函數(shù)在1/12小區(qū)區(qū)域內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生MS的位置，MS位置服從均勻分布。3個(gè)定位算法程序在不同的測(cè)量誤差條件下運(yùn)行之后得到均方根誤差(RMSE)值，并與無(wú)偏估計(jì)的理論下界(CRLB)進(jìn)行比較。

　　假定測(cè)量設(shè)備造成的TDOA測(cè)量誤差滿足均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差分別為30m、60m、90m、150m、210m和300m的高斯分布。基站半徑為3000m。移動(dòng)臺(tái)在服務(wù)小區(qū)內(nèi)均勻分布，參加定位的基站為服務(wù)基站和鄰近數(shù)個(gè)基站，數(shù)目分別為7個(gè)、6個(gè)、5個(gè)和4個(gè)。不考慮非視距誤差(NLOS)。

　　下面將程序運(yùn)行結(jié)果(RMSE值，單位為m)列為表格，如表1-1 ,表1-2 ,表1-3,所示(橫向?yàn)闇y(cè)量誤差標(biāo)準(zhǔn)差，縱向?yàn)榛緮?shù)目)：

　　表1-1 Chan 算法程序運(yùn)行結(jié)果

　　表1-2Taylor 算法程序運(yùn)行結(jié)果

　　表1-3SI算法程序運(yùn)行結(jié)果

　　表1-4CRLB結(jié)果

　　為了判斷定位估計(jì)器準(zhǔn)確率，RMSE通常與基于理論上CRLB的RMSE進(jìn)行比較。CRLB為任何無(wú)偏差參數(shù)估計(jì)器的方差設(shè)置了一個(gè)下界，通常適用于存在平穩(wěn)高斯噪聲的平穩(wěn)高斯信號(hào)的估計(jì)問(wèn)題。在仿真圖中“x”型線為CRLB的RMSR值，以它為參照來(lái)評(píng)估各算法在測(cè)量誤差服從高斯分布時(shí)的定位精度。除圖3-3中(參與定位基站數(shù)為4)泰勒序列展開(kāi)算法表現(xiàn)優(yōu)于Chan算法外，其它各圖中Chan算法都是精度最高的，泰勒序列展開(kāi)法次之，SI算法最差。不同基站數(shù)目的情況下SI算法定位精度差別非常大，而Chan算法和泰勒序列展開(kāi)法較之則變化小得多，故Chan算法和泰勒序列展開(kāi)法這兩種算法對(duì)基站的個(gè)數(shù)的敏感性不是很強(qiáng)，它們可以利用所有的TDOA信息，得出比較精確的解，因此能適應(yīng)不同測(cè)量環(huán)境。

　　總結(jié)

　　之所以出現(xiàn)上述結(jié)果，主要是因?yàn)镃han氏算法的推導(dǎo)過(guò)程中我們假設(shè)TDOA噪聲服從零均值的高斯分布，但實(shí)際信道模型往往是非高斯環(huán)境，因而可以預(yù)測(cè)，在實(shí)際信道中Chan算法的性能將有所下降，而對(duì)Taylor算法的影響則不會(huì)很大，因而在實(shí)際信道中，尤其是在有非視距干擾的情況下，泰勒序列展開(kāi)法的性能將優(yōu)于Chan算法，這一結(jié)論與大多數(shù)文獻(xiàn)中相符。而對(duì)于SI算法定位精度最差這一結(jié)果是在情理之中的，因?yàn)樗玫降谋緛?lái)就是次優(yōu)解。

　　由于泰勒序列展開(kāi)算法需要考慮收斂問(wèn)題和初值問(wèn)題，并且是一種遞歸算法，計(jì)算復(fù)雜，而Chan氏算法在無(wú)論多差的環(huán)境下都可以給出一個(gè)確定的解，且不需要考慮初值問(wèn)題，計(jì)算也相對(duì)簡(jiǎn)單一些，因而Chan算法可以作為初始算法來(lái)為泰勒序列展開(kāi)法提供初值，二者相結(jié)合可以大大提高定位精度。雖然在實(shí)際信道中泰勒序列展開(kāi)算法有更好的精度，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中我們還是應(yīng)該根據(jù)情況選擇合適的算法。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[2]鄧平,劉林. 蜂窩無(wú)線定位技術(shù). 北京,電子工業(yè)出版社,2005

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　　gsm定位技術(shù)論文篇二

　　基于GSM技術(shù)與GPS技術(shù)的車輛定位系統(tǒng)

　　摘 要： 主要進(jìn)行單片機(jī)攻擊技術(shù)及解密手段等方面的研究。

　　關(guān)鍵詞： GSM;GPS;車載臺(tái)

　　中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597(2012)0210038-01

　　0 前言

　　由于現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，私家車的數(shù)量急速增加，車輛盜竊的情況也日益加重。為了有效的保護(hù)車輛的安全，本文設(shè)計(jì)一種能夠隨時(shí)反映目前車輛所在位置的設(shè)備，用戶可以通過(guò)此設(shè)備追蹤車輛所在位置。

　　1 GSM測(cè)量追蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　整個(gè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)包括三大部分：安裝在移動(dòng)車輛上的車載部分車載臺(tái)，監(jiān)控中心，車載臺(tái)與監(jiān)控中心之間的通信網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)通過(guò)車載臺(tái)上的GPS模塊接收車輛的經(jīng)緯度信息，然后通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)將處理后的信息發(fā)送到監(jiān)控手機(jī)上，使監(jiān)控人可以隨時(shí)得到車輛的具體位置和狀態(tài);反過(guò)來(lái)監(jiān)控人也可以通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)把控制車輛運(yùn)行的信號(hào)發(fā)送到車載臺(tái)的GSM模塊內(nèi)，車載臺(tái)的信息處理模塊通過(guò)信息要求對(duì)車輛運(yùn)行做出處理(如發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，報(bào)警等)。

　　1.1 車載臺(tái)的組成及功能

　　車載臺(tái)主要由三大模塊組成：① 定位模塊，它是由一個(gè)12通道的GPS接收模塊構(gòu)成。② 數(shù)據(jù)處理和控制模塊，它是一個(gè)由8位單片機(jī)8051構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)。③ 通信模塊，我們采用的是GSM通信模塊。

　　1)GPS模塊即GPS接收機(jī)，它是GPS(Global Positioning System)全球定位系統(tǒng)的用戶終端，是全球定位系統(tǒng)的三大組成部分之一。車載臺(tái)就是通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)定位功能的。在不同的應(yīng)用領(lǐng)域里，GPS接收機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)是不同的，就民用而言，定位精度要求不是很高的，因此民用GPS接收機(jī)一般體積小、成本低、使用簡(jiǎn)單，我們的GPS/GSM車輛測(cè)量追蹤系統(tǒng)就是使用民用GPS接收機(jī)。2)通信模塊是車載臺(tái)的一個(gè)重要的組成部分，它負(fù)責(zé)車載臺(tái)與監(jiān)控中心之間的通信，車載臺(tái)通過(guò)通信模塊把GPS模塊所接收到的位置信息傳送到監(jiān)控中心，讓監(jiān)控中心知道車輛的具體位置和狀態(tài)。通信模塊是通過(guò)與一定通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接來(lái)完成通信功能的，因此不同的通信網(wǎng)絡(luò)所用的通信模塊也不同，對(duì)于我們車輛測(cè)量追蹤系統(tǒng)，我們采用 GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)，選用TC35模塊。3)信息處理和控制模塊是車載臺(tái)的核心控制部件，它是一個(gè)51系列單片機(jī)的單片機(jī)系統(tǒng)，它的主要功能是進(jìn)行信息處理和控制車載臺(tái)的各組成部分按照通信協(xié)議的要求執(zhí)行響應(yīng)的操作。該系統(tǒng)包括CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口以及各種報(bào)警控制邏輯電路等。4)LED顯示模塊是車載臺(tái)中僅有的一個(gè)顯示部件，它除了可以顯示字符和數(shù)字外，還可以顯示漢字。通過(guò)它可以向用戶指明車載臺(tái)所處的狀態(tài)和各項(xiàng)操作的執(zhí)行結(jié)果。5)電源模塊是車載臺(tái)中的供電部件，它是以汽車上的直流電源為輸入的，經(jīng)過(guò)變壓、調(diào)整后向車載臺(tái)的各個(gè)部件供電，此外，它還能夠有選擇的控制各部件的供電情況，以達(dá)到降低功耗、節(jié)約電能的目的。

　　車載臺(tái)的功能是測(cè)量出車輛的經(jīng)緯度，并處理測(cè)量到的結(jié)果，然后通過(guò)車載臺(tái)的GSM模塊進(jìn)行發(fā)送。工作原理是：通過(guò)GPS定位原理把車輛的經(jīng)緯度測(cè)量出來(lái)，然后把數(shù)據(jù)送到車載臺(tái)的信息處理和控制模塊，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后將數(shù)據(jù)分別送到LED顯示模塊和GSM通信模塊，顯示和發(fā)送車輛的經(jīng)緯度。

　　1.2 監(jiān)控部分的組成及功能

　　監(jiān)控部分的主要組成是一部手機(jī)，是用來(lái)收發(fā)短信息，監(jiān)視控制汽車狀態(tài)。用戶手機(jī)是這個(gè)雙向系統(tǒng)的控制端，手機(jī)在這個(gè)系統(tǒng)中承擔(dān)了監(jiān)視與控制兩種功能。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，當(dāng)用戶離車后車載系統(tǒng)負(fù)責(zé)檢測(cè)汽車的異常情況，一旦汽車在此狀態(tài)受到侵害，車載系統(tǒng)就將情況以短信息的形式發(fā)送給用戶手機(jī)，如車門打開(kāi)時(shí)傳送“車門開(kāi)啟”;啟動(dòng)時(shí)發(fā)送“汽車啟動(dòng)”短信。系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)定位功能，在行駛時(shí)系統(tǒng)能夠時(shí)刻顯示GPS定位信息，顯示出汽車的經(jīng)緯度;當(dāng)用戶離車后或者車輛失竊時(shí)，用戶可以通過(guò)短信息的形式來(lái)查詢汽車的位置，正常工作時(shí)用戶發(fā)送短信息“查詢位置”給車載系統(tǒng)，車載系統(tǒng)鑒別處理后從GPS接收模塊(GARMIN GPS25-LVS)接收位置信息并以短信息的形式將這些信息傳送到用戶的手機(jī)上。由于車載系統(tǒng)與手機(jī)二者之間的通訊是借助了移動(dòng)的全球通GSM網(wǎng)絡(luò)，這樣不管距離多遠(yuǎn)用戶都可以查詢出汽車的大體位置;一旦車輛失竊，只要車輛沒(méi)有脫離GSM網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)范圍車主可以通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)很快查詢到汽車的位置而找到汽車，為用戶挽回?fù)p失。

　　2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

　　1)信號(hào)接收部分的軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)的工作原理是：先由車載臺(tái)的GPS模塊接收車輛的經(jīng)緯度信息，將信息送到車載臺(tái)的處理模塊內(nèi)，處理之后再由GSM模塊把信息發(fā)送到監(jiān)控手機(jī)上。監(jiān)控人通過(guò)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)對(duì)車輛的狀態(tài)進(jìn)行分析，發(fā)送信息到車載臺(tái)，對(duì)車輛進(jìn)行控制。

　　下面分別來(lái)介紹GPS部分和GSM部分的軟件設(shè)計(jì)。

　　GPS25-LVS的信號(hào)輸出：

　　本設(shè)計(jì)采用GPS25-LVS模塊，其通信頻率默認(rèn)值為4800，1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)。通常使用NMEA-0183格式輸出，數(shù)據(jù)代碼為ASCII碼字符。傳送的經(jīng)緯度，海拔高度等信息：

　　簡(jiǎn)易GPS定位信息顯示系統(tǒng)的時(shí)間為原子鐘，因此非常精確，而定位經(jīng)緯度的誤差是由OEM板的性能所決定，GPS25-LVS系列方位定位精度可達(dá)到10m左右，能滿足一般應(yīng)用項(xiàng)目的使用[3、11]。

　　2)GSM通信部分的軟件設(shè)計(jì)

　　SMS和PDU格式：

　　短消息(SMS)，由ETSI(Europe Telecommunication Standard Institute)指定，最多可達(dá)160個(gè)字符，其中每一個(gè)字符都為7位。它也可以發(fā)送8位的數(shù)據(jù)(但非常不尋常)：在這種情況下，只允許最多140個(gè)字符。大部分的手機(jī)默認(rèn)的是發(fā)送7位的數(shù)據(jù)格式，并且在短消息中通常駐是了位格式的字母因?yàn)檫@樣能更好的利用空間。8位的空間格式幾乎不用，只有在簡(jiǎn)單的文本格式下才使用。另一方面，也會(huì)有一些不能用7位來(lái)表示的字符。怎么用7位表示8位的字符是一個(gè)編碼的問(wèn)題。

　　對(duì)SMS的控制共有三種實(shí)現(xiàn)途徑：Block模式、Text模式和PDU模式。第一種現(xiàn)在基本不用了，Text模式比較簡(jiǎn)單，很多諾基亞手機(jī)支持該模式，但缺點(diǎn)是不能收發(fā)中文短信。發(fā)送和接收中文或中/英文混合的短信息必須采用PDU模式，PDU模式是發(fā)送或接收手機(jī)短信的一種方法，短信息正文經(jīng)過(guò)十六進(jìn)制編碼后被傳送。在本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)中文短消息的傳送和接收處理，因此采用PDU模式來(lái)發(fā)送接收短信息。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　基于GSM的測(cè)量追蹤系統(tǒng)在現(xiàn)在的汽車防盜系統(tǒng)中占有廣泛的市場(chǎng)。該產(chǎn)品可以讓用戶隨時(shí)知道汽車的位置和狀態(tài)，其性價(jià)比高，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值。

　　參考文獻(xiàn)：

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