定位方法与定位系统

1.一种定位方法，用于一可携式电子装置、一无线通讯网络与一服务器之间，其特征在于，该定位方法包含下列步骤：
该可携式电子装置发送一定位请求信号至该服务器，该定位请求信号中包含有该可携式电子装置于一位置所接收到的该无线通讯网络中复数个基地台的辨识码与讯号强度； 该服务器根据该等复数个基地台的辨识码与讯号强度，对该等复数个基地台涵盖范围内的其它至少一个可携式电子装置提出位置信息回报要求，使该可携式电子装置在回传位置信息进行存储与应用；以及
并将该等位置信息转送至该可携式电子装置，该可携式电子装置根据该等位置信息，计算出该位置的数据，以完成该可携式电子装置于该位置的定位。

定位方法与定位系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种定位方法与定位系统，尤指应用于移动通讯网络系统上的定位方法与定位系统。\n背景技术\n[0002] 自从美国国防部将第一颗全球卫星定位系统(Global Positioning System，简称GPS)卫星送进太空轨道后，GPS全球定位系统已成为全球性导航定位及卫星测量领域的代名词，随着电信与信息科技的快速发展，尤其是因特网与无线数据通讯技术的兴起，全球卫星定位系统在测量及定位的应用，已由长时间静态测量演进为实时动态定位。\n[0003] 全球卫星定位系统(GPS)的使用，在发展之初大都使用于飞机、船只的导航，但目前全球卫星定位系统(GPS)的应用已经逐渐的进入我们每个人的生活周遭。例如：在车辆导航方面配合电子地图(E-Map)，使驾驶者轻易地到达目的地；在休闲活动方面，提供如健行者和登山者利用全球卫星定位系统(GPS)功能，找到目的地以及回家路径。所以全球卫星定位系统(GPS)功能，改变了部分人类生活，也可说是科技发展的一个突破。\n[0004] 然而，全球卫星定位系统(GPS)并非在任何地方都能够顺利的使用，请参见图1，图1为一全球卫星定位系统1运作原理示意图。从图中我们可以清楚看出，该全球卫星定位系统1，是由一移动接收装置10(如：移动电话或个人移动数字助理等)接收由运行在地球12轨道上多个人造卫星11所发出的一卫星信号110，而该移动接收装置10在接收到多颗人造卫星11所传送过来的该卫星信号110后，利用三角测量的方法计算出一二维坐标位置或一三维坐标位置，进而使得使用者能够藉由该移动接收装置10所计算出的该二维坐标位置或该三维坐标位置得知使用者本身目前所在的位置。所以从上述的全球卫星定位系统(GPS)运作示意图中我们可以清楚知道，当该移动接收装置10在接收不到该人造卫星11发出的该卫星信号110时，便无法顺利的计算出该二维坐标位置或该三维坐标位置。如此一来，使用者便无法得知目前所在的位置。收不到该卫星信号110的情况通常会发生在高楼大厦密集的都会区或室内，也就是说该移动接收装置10在高楼大厦密集的都会区或室内使用时，其使用的效率非常差或根本无用武之地。\n[0005] 因此，为了让没有卫星信号接收器的移动接收装置也能定位，或是解决移动接收装置在高楼大厦密集的都会区或室内使用时无法使用全球卫星定位系统(GPS)定位的问题，Google Mobile Maps的My Location(我的位置)的新功能便被发展出来。My Location优点是使用者的装置不需要具有GPS功能，即可利用“基地台”进行定位，缺点是定位精准度不够，其网站说明约有1000公尺的误差。换言之，使用者不需花钱买GPS装置，便可享受Google使用者的“约略”定位功能，并且能直接显示在Google Mobile Maps中。另外，一种称为Navizon的纯软件定位系统也是可以利用无线通讯系统(如：Wi-Fi、GSM、GPRS或WCDMA)，也就是遍布于各地区、数量众多的无线网络存取点及移动电话基地台来进行定位的动作。\n[0006] 但是，上述利用移动电话基地台系统来提供移动接收装置进行定位的技术的准确性来说，仍有许多可以改进的空间。而如何改善上述缺失，系为发展本发明的最主要的目的。\n发明内容\n[0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种定位方法与定位系统，可有效达到利用可携式电子装置接收由无线通讯网络所发出的无线信号以及接收由卫星定位系统所发出的定位信号，并且将所获得到的基地台辨识码与讯号强度信息及位置信息进行储存，从而建立出一数据库来供使用者进入到无法接收卫星定位系统的地区时来进行定位。\n[0008] 为了解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：\n[0009] 本发明提供了一种定位方法，用于一可携式电子装置、一无线通讯网络与一服务器之间，该定位方法包含该可携式电子装置发送一定位请求信号至该服务器，该定位请求信号包含有该可携式电子装置于一位置所接收到的该无线通讯网络中复数个基地台的辨识码与讯号强度；以及该服务器根据该等复数个基地台的辨识码与讯号强度，从一数据库中比对出一位置估计数据，并将该位置估计数据传送至该可携式电子装置。\n[0010] 本发明另外提供了一种定位方法，用于一可携式电子装置、一无线通讯网络与一服务器之间，该定位方法包含该可携式电子装置发送一定位请求信号至该服务器，该定位请求信号中包含有该可携式电子装置于一位置所接收到的该无线通讯网络中复数个基地台的辨识码与讯号强度；该服务器根据该等复数个基地台的辨识码与讯号强度，从一数据库中比对出复数个位置估计数据，并将该等复数个位置估计数据传送至该可携式电子装置；以及该可携式电子装置根据该等位置估计数据，计算出该位置的数据，以完成该可携式电子装置于该位置的定位。\n[0011] 本发明还提供了一种定位系统，应用于一无线通讯网络上，该定位系统包含一可携式电子装置，信号连接至该无线通讯网络，用以发送一定位请求信号至该服务器，而该定位请求信号中包含有该可携式电子装置于一位置所接收到的该无线通讯网络中复数个基地台的辨识码与讯号强度；以及一服务器，信号连接至该无线通讯网络，其中具有一数据库，用于根据该等复数个基地台的辨识码与讯号强度，从该数据库中比对出一位置估计数据，并传回给该可携式电子装置，完成该可携式电子装置的定位；其中该位置估计数据作为该位置的数据。\n[0012] 本发明所采用的定位方法与定位系统，可有效达到利用可携式电子装置接收由无线通讯网络所发出的无线信号以及接收由卫星定位系统所发出的定位信号，并且将所获得到的基地台辨识码与讯号强度信息及位置信息进行储存，从而建立出一数据库来供使用者进入到无法接收卫星定位系统的地区时来进行定位。\n附图说明\n[0013] 图1为一全球卫星定位系统(GPS)运作原理示意图。\n[0014] 图2(a)为本发明为能改善现有手段的缺失所发展出来的定位系统功能方块示意图。\n[0015] 图2(b)为本发明为能改善现有手段的缺失所发展出来的定位方法流程示意图。\n[0016] 【主要组件符号说明】\n[0017] 本发明的说明书附图和摘要附图中所包含的各组件列示如下：\n[0018] 全球卫星定位系统1 移动接收装置10\n[0019] 人造卫星11 地球12\n[0020] 卫星信号110 服务器90\n[0021] 无线通讯网络9 数据库900\n[0022] 可携式电子装置91 全球定位系统模块910\n[0023] 全球移动通讯系统模块920 因特网99\n具体实施方式\n[0024] 请参见图2(a)、(b)，图2(a)、(b)是本发明为能改善现有手段的缺失所发展出来的定位系统功能方块示意图与定位方法流程示意图，其中设置有一个服务器90，其系信号连接至一无线通讯网络9之上，其中建置有一数据库900，用以储存复数组位置信息(步骤\n80)，而当一可携式电子装置91透过该无线通讯网络9向该服务器90提出一定位请求信号时(步骤81)，服务器90便根据该定位请求信号中关于该可携式电子装置所在位置所接收到的该无线通讯网络9中复数个基地台(本图未示出)的辨识码与讯号强度等信息，而从该数据库900中所存放的复数笔数据中比对出一位置估计数据(步骤82)，进而将该位置估计数据传回给该可携式电子装置而完成该可携式电子装置的定位(步骤83)。\n[0025] 为了能更清楚的说明本发明技术，本发明系以下列实施例来进行说明：\n[0026] 上述无线通讯网络9可为常见的全球移动通讯系统(Global System forMobile Communications，简称GSM)，或是新兴的3G移动电话网络、WiMAX与Wi-Fi等无线网络，而该可携式电子装置91则可为具有与全球移动通讯系统进行通讯或具有无线上网功能的手机或个人数字助理等装置，至于服务器90则可以通过因特网99，或是直接连接于无线通讯网络9之上。另外，服务器90内的该数据库900中则建置有复数笔数据来提供比对，而每笔数据内容的细节则可如下列表一所示：\n[0027] 表一\n[0028] \n 01 BSIC-01 ARFCN-01 CID-01 Rx-01\n 02 BSIC-02 ARFCN-02 CID-02 Rx-02\n 03 BSIC-03 ARFCN-03 CID-03 Rx-03\n ...\n GPS LLA\n[0029] 该笔数据代表在一坐标位置所测得多个基地台的相关信息，例如01、02、03代表无线通讯网络9中的某三个基地台，而代表每一个基地台身份的辨识码可由BSIC+ARFCN来代表，或是单独由CID代表。而BSIC为base stationidentity code的缩写，定义于全球移动通讯系统规范中(GSM specification03.03 section 4.3.2.)中，其由6个字节成，其中3个位是network color code，简称NCC，而另外3个位是base-station color code，简称BCC，NCC通常由国家或国际管理机构(national or international regulatory authority)来配发，而BCC则由移动电话业者(network operator)来配发。至于ARFCN则为Absolute Radio Frequency Channel Number的缩写，其系全球移动通讯系统中为了便于频道识别而采用的频道辨识码。因此，将BSIC与ARFCN组合后便可成为该基地台身份的一辨识码。当然，也可直接使用CID，也就是CellIdentification的缩写，其系专属于该基地台的一独特辨识码。至于Rx则代表在该坐标位置上所测得该基地台的一讯号强度数据，而GPS字段中的坐标数据则代表经由全球定位系统中所获得关于该坐标位置的经度、纬度、高度(LLA)。\n[0030] 上述数据库900中的复数笔数据可透过许多方式来获得，其细节容后再行说明。\n而利用数据库900的内容便可提供无法收到全球定位系统的信号的可携式电子装置，例如在室内的可携式电子装置，或是本身没有全球定位系统模块的可携式电子装置来进行准确的定位。因此，该可携式电子装置可发出一定位请求信号，通过该无线通讯网络9或是因特网99来传给服务器90，而该定位请求信号中将包含有下列表二所示的内容：\n[0031] 表二\n[0032] \n 07 BSIC-07 ARFCN-07 CID-07 Rx-07\n 08 BSIC-08 ARFCN-08 CID-08 Rx-08\n 03 BSIC-03 ARFCN-03 CID-03 Rx-03\n ...\n[0033] 其与表一不同处在于表二内没有GPS字段中的经度、纬度、高度(LLA)等资料，但是仍然有关于该无线通讯网络9中复数个基地台的基地台辨识码(BSIC+ARFCN或CID)与讯号强度等信息，于是服务器90便可根据该定位请求信号的内容，而从该数据库900中的多笔数据中找出与该定位请求信号的内容相似程度最高的一笔数据，进而将该笔数据中的坐标位置信息，也就是GPS字段中的经度、纬度、高度数据，传回给该可携式电子装置，进而完成该可携式电子装置的定位。\n[0034] 而上述相似程度可选用下列两种算法来完成。其中第一种算法为根据该定位请求信号的内容中的所有基地台的辨识码来与数据库900中的每笔数据进行比对，以表一、表二中的CID为例，两笔数据中同时具有一个相同CID的基地台03，于是将数据中两个相对应于基地台03的讯号强度Rx进行相关性运算，而得到一相似程度参数，例如：两讯号强度间差值或差值平方等。当然，两笔数据中也可能同时具有N个相同CID的基地台，而且N＞\n1，但同样将N对基地台的讯号强度Rx进行相关性运算后，相加再除以N来得到该相似程度参数，最后以该相似程度参数最小值所对应至数据库900中的该笔数据来认定为最接近待估计位置，进而将该笔数据中的GPS字段中的经度、纬度、高度数据，传回给该可携式电子装置，进而完成该可携式电子装置的定位。\n[0035] 至于第二种算法则是利用讯号强度Rx的大小顺序来进行比对，例如在两笔数据中同时具有N个相同CID的基地台，而且对应于基地台的讯号强度Rx的大小顺序也完全相同，便可将其视为候选人，最后在所有候选人中选出N为最大值所对应的数据，若数据有多笔，可以再根据第一种算法来决定出一笔资料，进而将该笔数据中的GPS字段中的经度、纬度、高度数据，传回给该可携式电子装置，便可完成该可携式电子装置的定位。\n[0036] 另外，为求精确，可在第一种算法中设置一第一门坎值，若是找不到相似程度参数小于一第一门坎值的资料来完成估计，就表示没有一笔数据适用，于是就可以把范围放宽，改用小于一第二门坎值的多笔数据来进行估计，最后再推算出一位置来完成定位，其中第二门坎值大于该第一门坎值。同样，在第二种算法中也会有得到多笔数据的情况。此时，利用多笔数据来估计出一个估计位置的算法就需要被使用，而此算法可于服务器端完成，或是把多笔数据传回给可携式电子装置来进行估计都可。至于利用多笔数据来进行位置估计的该算法可使用申请人于97年12月14日申请的097150480号“定位辅助方法以及使用该方法之定位辅助装置”的申请案中所描述的算法来完成，故在此不予赘述。\n[0037] 而由上述可知，数据库900中的数据数量越多，将使得定位结果越准确，因此本案可选用下列三种方式的任何一种方式或其任意组合来获得，第一种方式系为由使用者本身所持有的可携式电子装置91来产生，并每一隔一段时间便送出一笔，由于该可携式电子装置91上具有全球定位系统模块910以及全球移动通讯系统模块920，其中全球定位系统模块910用以接收全球定位系统中卫星发出的信号，并据以计算出精确的位置信息，即上述的经度、纬度、高度(LLA)；而全球移动通讯系统模块920则用以与无线通讯网络9中至少一个基地台完成信号连接，进而得到每一个基地台身份的辨识码(BSIC+ARFCN或CID)及该基地台的讯号强度数据(Rx)。如此一来，搜集有可携式电子装置91的历史轨迹数据的数据库900，便可当可携式电子装置91移动到无法收到全球定位系统的信号之时，提供该可携式电子装置91来进行定位。\n[0038] 但是，当该可携式电子装置本身并不具有全球定位系统模块910，或是一开机就处于室内而接收不到全球定位系统中卫星发出的信号，此时将很难有本身的历史轨迹数据可供参考。因此第二种方式则是由可与无线通讯网络9完成信号连接的任一可携式电子装置来产生，不限于使用者本身所持有的可携式电子装置，但该可携式电子装置同样具有全球定位系统模块以及全球移动通讯系统模块。因此，在可收到全球定位系统信号与全球移动通讯系统信号的位置上定时产生出该笔数据，进而传送给该服务器90内的该数据库900来进行储存。\n[0039] 又假如不想让该数据库900无限制地记录所有可携式电子装置所产生的数据，或是当可携式电子装置在服务器90内找不到某一个基地台附近的复数笔数据时，便可利用第三种方法，即服务器90透过无线通讯网络9来对该基地台附近的其它至少一个可携式电子装置来提出要求，使该可携式电子装置再回传如表一所示的位置信息来进行储存与应用即可。\n[0040] 另外，该笔数据中更可记录有数据生成的时间点，由于在同一位置可能有多笔数据被记录，而藉由比对时间点，可保留最新的数据而淘汰旧数据。\n[0041] 综合以上技术说明，我们可以清楚了解到，利用可携式电子装置接收由无线通讯网络所发出的无线信号以及接收由卫星定位系统所发出的定位信号，并且将所获得到的基地台辨识码与讯号强度信息及位置信息进行储存，因而建立出一数据库来供使用者进入到无法接收卫星定位系统的地区时来进行定位，确实解决了现有技术手段的缺失，进而完成发展本发明的最主要的目的。\n[0042] 另外，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求，而本发明的技术思想除可利用讯号强度信息外，也可利用频率偏移造成相位改变的方式来完成。是故，本发明得由熟知此技艺的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱离权利要求的保护范围。