晏潇 2801305017 15881006298 王洁 2805105026 15928056616 李渝 2805105001 13699441725
常见手机定位方法概述
【摘要】：本文简要介绍了常见的手机定位算法的原理，并详细地介谷歌地球所使用的E-OTD
技术的实现过程。最后，本文还对这些方法的共同原理进行了总结。
关键词：手机定位 E-OTD 总结
1. 常用手机定位方法
1.1到达时间TOA(Time of Arrival)定位
TOA技术原理:先测量出从移动台发出的信号到达基站i的时间ti，那么就可以得到移动台与基站i之间的距离ci?cti(其中，c=3x108m/s，指电磁波在空气中的传播速度) 于是，在利用到达时间进行定位的方法中，移动台位置坐标和定位基站位置坐标之间存在如下关系：
ci?cti?(x?xi)2?(y?yi)2 从上式可以看出，移动台的轨迹为一个以基站i为圆心，以它们之间的距离ci为半径的圆，只要我们能够得到移动台发出的信号分别到达3个不同定位基站的时间，就能确定3个这样的圆，它们的交点就是移动台所在的位置，通过联立求解方程组就能得到移动台的位置坐标，其原理图如图（1-1）：
图1-1 到达时间TOA(Time of Arrival)定位原理
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晏潇 2801305017 15881006298 王洁 2805105026 15928056616 李渝 2805105001 13699441725
TOA技术要求定位基站在时间上精确同步，否则定位精度将大大降低。当基站间存在1微秒的误差时，距离上会产生300米的误差。
1.2到达角AOA(Angle of Arrival)定位
到达角方法也称为到达方向方法(DOA，Direction Of Arrival)，简称DOA/AOA 方法，是利用多天线阵元来测量移动台发出的信号的到达角，一个DOA测量值 使目标移动台的位置必然处于以该测得的DOA画出的一条直线上，如果我们从 两处不同位置上的两个天线上测得至少两个DOA值，那么目标移动台的位置就 一定处于从这两个天线处发出的两条直线的交点上，在通常情况下，利用多个测 的DOA值来提供冗余信息可以达到提高定位精度的目的。下图显示了利用3个 天线阵来对目标移动台进行定位的原理：
图1-2 到达角AOA(如Angle of Arrival)定位原理
令移动台的位置为（x，y），第i个基站的位置为(xi,yi)，基站通过阵列天线测出移动
台来波信号的入射角?i，则基站和移动台连线的直线方程可以写为：
ki?tan?i?y?yi x?xi通过两个或两个以上的基站，就可得到一组方程组，他们的交点即为待定移动台的位置。这种方法不会产生二义性，因为两条直线只能交于一点。
1.3到达时间差TDOA(Time Difference of Arrival)定位
到达时间差TDOA方法是通过测量目标移动台发出的信号到达多个接收基站 的时间差来对目标移动台进行定位的方法，即各接收基站对来自同一移动台的信号作到达时间TOA的测量，然后将各TOA值传送到定位处理中心，中心根据
TOA求出各基站间的TDOA并计算出目标的位置坐标。到达时间差TDOA定位
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技术的基本原理是一组TDOA测量值确定一对双曲线，该双曲线以参与该TDOA测量的两个接收基站为焦点，需要定位的目标移动台就在这对双曲线的某一条分支上，因此，通过求由两组TDAO值确定的两对双曲线的交点就可以得到移动用户的精确位置，其原理图如下图所示:
图 2-3到达时间差TDOA(Time Difference of Arrival)定位原理
设基站A、B间距离为b，M(x，y)为移动台的位置，移动台发射的信号到达A、B的时间分别为ta，tb，由此得到同一信号到达两个基站的时间差为：
相应的距离差为：
t*?ta?tb r?r1?r2?ct*
…… 此处隐藏1073字 ……
of common mobile phone location determination technology and carefully examines the E-OTD method used by Google Earth. Finally, this paper summarizes the principle behind all these methods.
Key words: mobile phone location determination technology E-OTD
summary
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