隨著中國的科技與經(jīng)濟地不斷發(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，有興趣的親可以來閱讀一下!

　　gsm定位技術(shù)論文篇一

　　基于城市GSM移動通信系統(tǒng)的定位算法的分析

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

　　關(guān)鍵字：無線定位;全球移動通信系統(tǒng);到達時間差

　　中圖分類號： P228.1 文獻標(biāo)識碼： A

　　1.基于GSM系統(tǒng)的TDOA定位技術(shù)原理

　　TDOA即到達時間差。TDOA定位法是通過測量移動臺到基站的距離來定位，通過數(shù)學(xué)公式的變化，移動臺發(fā)射電磁波到達兩個固定基站的距離差也可以得到一個位置方程，兩組位置差方程就可以求解移動臺位置的平面坐標(biāo);這里不需要測量電磁波到達基站的絕對時間，而是測量電磁波到達不同基站的時間差。這樣也就不需要要求移動臺和基站間的時間同步，而只需要實現(xiàn)定位基站間的時間同步即可，在工程上基站間的時間同步也常用通過對基站安裝全球定位接收機來實現(xiàn)受時同步。測量裝置需要在每個基站處安裝一個時間測量單元。根據(jù)TDOA定位法常規(guī)示意圖可知，采用三個不同的基站可以測到兩個時間差數(shù)據(jù)，可以確定移動臺的位置信息。其中BTS 1、BTS 2、BTS 3為基站，X為移動臺。設(shè)T12和T13分別為測出的移動臺X的發(fā)射信號到達基站BTS1、BTS2的時間差和發(fā)射信號到達基站BTS1、BTS3的時間差，其中T12和T13區(qū)分正負(fù)。C為無線電波在空氣中的傳播速度定值，己知三個基站BTS1、BTS2、BTS3的坐標(biāo)分別為(XI，YI)、(X2，Y2)、(X3，Y3)，假設(shè)移動臺X的坐標(biāo)為(X,Y)，則有如下位置關(guān)系表達式：

　　(1-1)

　　(1-2)

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

　　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)?，小區(qū)數(shù)為3至7個。再由MSPosition函數(shù)在1/12小區(qū)區(qū)域內(nèi)隨機產(chǎn)生MS的位置，MS位置服從均勻分布。3個定位算法程序在不同的測量誤差條件下運行之后得到均方根誤差(RMSE)值，并與無偏估計的理論下界(CRLB)進行比較。

　　假定測量設(shè)備造成的TDOA測量誤差滿足均值為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。移動臺在服務(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)個基站，數(shù)目分別為7個、6個、5個和4個。不考慮非視距誤差(NLOS)。

　　下面將程序運行結(jié)果(RMSE值，單位為m)列為表格，如表1-1 ,表1-2 ,表1-3,所示(橫向為測量誤差標(biāo)準(zhǔn)差，縱向為基站數(shù)目)：

　　表1-1 Chan 算法程序運行結(jié)果

　　表1-2Taylor 算法程序運行結(jié)果

　　表1-3SI算法程序運行結(jié)果

　　表1-4CRLB結(jié)果

　　為了判斷定位估計器準(zhǔn)確率，RMSE通常與基于理論上CRLB的RMSE進行比較。CRLB為任何無偏差參數(shù)估計器的方差設(shè)置了一個下界，通常適用于存在平穩(wěn)高斯噪聲的平穩(wěn)高斯信號的估計問題。在仿真圖中“x”型線為CRLB的RMSR值，以它為參照來評估各算法在測量誤差服從高斯分布時的定位精度。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法較之則變化小得多，故Chan算法和泰勒序列展開法這兩種算法對基站的個數(shù)的敏感性不是很強，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)不同測量環(huán)境。

　　總結(jié)

　　之所以出現(xiàn)上述結(jié)果，主要是因為Chan氏算法的推導(dǎo)過程中我們假設(shè)TDOA噪聲服從零均值的高斯分布，但實際信道模型往往是非高斯環(huán)境，因而可以預(yù)測，在實際信道中Chan算法的性能將有所下降，而對Taylor算法的影響則不會很大，因而在實際信道中，尤其是在有非視距干擾的情況下，泰勒序列展開法的性能將優(yōu)于Chan算法，這一結(jié)論與大多數(shù)文獻中相符。而對于SI算法定位精度最差這一結(jié)果是在情理之中的，因為它所得到的本來就是次優(yōu)解。

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

　　參考文獻

　　[1]朱良學(xué).一種高效率、高精度GSM移動臺定位算法. 高技術(shù)通信,2002.10

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

　　[3]計征宇，皮亦鳴，舒金表.蜂窩網(wǎng)移動定位場強法的研究與應(yīng)用【J】.全球定位系統(tǒng)，2005(4)

　　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： 主要進行單片機攻擊技術(shù)及解密手段等方面的研究。

　　關(guān)鍵詞： GSM;GPS;車載臺

　　中圖分類號：TP27 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597(2012)0210038-01

　　0 前言

　　由于現(xiàn)在經(jīng)濟的快速發(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。為了有效的保護車輛的安全，本文設(shè)計一種能夠隨時反映目前車輛所在位置的設(shè)備，用戶可以通過此設(shè)備追蹤車輛所在位置。

　　1 GSM測量追蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　整個系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)包括三大部分：安裝在移動車輛上的車載部分車載臺，監(jiān)控中心，車載臺與監(jiān)控中心之間的通信網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)通過車載臺上的GPS模塊接收車輛的經(jīng)緯度信息，然后通過GSM網(wǎng)絡(luò)將處理后的信息發(fā)送到監(jiān)控手機上，使監(jiān)控人可以隨時得到車輛的具體位置和狀態(tài);反過來監(jiān)控人也可以通過GSM網(wǎng)絡(luò)把控制車輛運行的信號發(fā)送到車載臺的GSM模塊內(nèi)，車載臺的信息處理模塊通過信息要求對車輛運行做出處理(如發(fā)動機熄火，報警等)。

　　1.1 車載臺的組成及功能

　　車載臺主要由三大模塊組成：① 定位模塊，它是由一個12通道的GPS接收模塊構(gòu)成。② 數(shù)據(jù)處理和控制模塊，它是一個由8位單片機8051構(gòu)成的單片機系統(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，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。車載臺就是通過它來實現(xiàn)定位功能的。在不同的應(yīng)用領(lǐng)域里，GPS接收機的性能、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接收機一般體積小、成本低、使用簡單，我們的GPS/GSM車輛測量追蹤系統(tǒng)就是使用民用GPS接收機。2)通信模塊是車載臺的一個重要的組成部分，它負(fù)責(zé)車載臺與監(jiān)控中心之間的通信，車載臺通過通信模塊把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)。通信模塊是通過與一定通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接來完成通信功能的，因此不同的通信網(wǎng)絡(luò)所用的通信模塊也不同，對于我們車輛測量追蹤系統(tǒng)，我們采用 GSM移動通信系統(tǒng)，選用TC35模塊。3)信息處理和控制模塊是車載臺的核心控制部件，它是一個51系列單片機的單片機系統(tǒng)，它的主要功能是進行信息處理和控制車載臺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、存儲器、I/O接口以及各種報警控制邏輯電路等。4)LED顯示模塊是車載臺中僅有的一個顯示部件，它除了可以顯示字符和數(shù)字外，還可以顯示漢字。通過它可以向用戶指明車載臺所處的狀態(tài)和各項操作的執(zhí)行結(jié)果。5)電源模塊是車載臺中的供電部件，它是以汽車上的直流電源為輸入的，經(jīng)過變壓、調(diào)整后向車載臺的各個部件供電，此外，它還能夠有選擇的控制各部件的供電情況，以達到降低功耗、節(jié)約電能的目的。

　　車載臺的功能是測量出車輛的經(jīng)緯度，并處理測量到的結(jié)果，然后通過車載臺的GSM模塊進行發(fā)送。工作原理是：通過GPS定位原理把車輛的經(jīng)緯度測量出來，然后把數(shù)據(jù)送到車載臺的信息處理和控制模塊，對數(shù)據(jù)進行處理，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，是用來收發(fā)短信息，監(jiān)視控制汽車狀態(tài)。用戶手機是這個雙向系統(tǒng)的控制端，手機在這個系統(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，當(dāng)用戶離車后車載系統(tǒng)負(fù)責(zé)檢測汽車的異常情況，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，如車門打開時傳送“車門開啟”;啟動時發(fā)送“汽車啟動”短信。系統(tǒng)還可以實現(xiàn)定位功能，在行駛時系統(tǒng)能夠時刻顯示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，用戶可以通過短信息的形式來查詢汽車的位置，正常工作時用戶發(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上。由于車載系統(tǒng)與手機二者之間的通訊是借助了移動的全球通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，只要車輛沒有脫離GSM網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)范圍車主可以通過這個系統(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

　　1)信號接收部分的軟件設(shè)計

　　系統(tǒng)的工作原理是：先由車載臺的GPS模塊接收車輛的經(jīng)緯度信息，將信息送到車載臺的處理模塊內(nèi)，處理之后再由GSM模塊把信息發(fā)送到監(jiān)控手機上。監(jiān)控人通過發(fā)送過來的數(shù)據(jù)對車輛的狀態(tài)進行分析，發(fā)送信息到車載臺，對車輛進行控制。

　　下面分別來介紹GPS部分和GSM部分的軟件設(shè)計。

　　GPS25-LVS的信號輸出：

　　本設(shè)計采用GPS25-LVS模塊，其通信頻率默認(rèn)值為4800，1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，1個停止位，無奇偶校驗。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：

　　簡易GPS定位信息顯示系統(tǒng)的時間為原子鐘，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到10m左右，能滿足一般應(yīng)用項目的使用[3、11]。

　　2)GSM通信部分的軟件設(shè)計

　　SMS和PDU格式：

　　短消息(SMS)，由ETSI(Europe Telecommunication Standard Institute)指定，最多可達160個字符，其中每一個字符都為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個字符。大部分的手機默認(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為這樣能更好的利用空間。8位的空間格式幾乎不用，只有在簡單的文本格式下才使用。另一方面，也會有一些不能用7位來表示的字符。怎么用7位表示8位的字符是一個編碼的問題。

　　對SMS的控制共有三種實現(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模式比較簡單，很多諾基亞手機支持該模式，但缺點是不能收發(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)送或接收手機短信的一種方法，短信息正文經(jīng)過十六進制編碼后被傳送。在本設(shè)計要實現(xiàn)中文短消息的傳送和接收處理，因此采用PDU模式來發(fā)送接收短信息。

　　3 結(jié)束語

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

　　參考文獻：

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