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1、北京航空航天大学毕业设计开题报告模板 北京航空航天大学毕业设计开题报告 一课题背景及研究意义 1.1课题背景 本课题属于实际应用类课题现如今利用基站定位移动终端用户地理位置的技术已十分成熟相关的应用和使用人群数量都十分可观本课题反其道而行之创新性的采用利用手机定位基站位置的想法想要完成这个课题并达到既定的目标要求需要涉及地面无线定位技术、移动通信原理、Android应用开发以及Java语言的程序设计等多领域学的科专业知识与技能 1.2研究意义 本课题旨在锻炼研究者自主学习能力和动手实践能力随着课题的
2、深入进展将会遇到不同学科不同层面的问题在设法解决这些问题的过程中研究者可以获取多方面的知识并进行互相渗透融会贯通在锻炼能力的同时通过本课题最终做出的成果也有一定的实际应用意义最终开发出的程序可以用来获取周边基站的位置获取基站及其所属运营商信息找出不属于传统运营商的私人基站或伪基站因此通过本课题最终做出的成果也有一定的实际应用意义 二研究现状 2.1获取基站位置 基站当前定位手机基站位置的方式是利用统一规则给现有的所有基站进行编码每个基站将获得一个独有的识别码称为全球小区识别码（CGI）该码用于识别一个小区(基站/一个
3、扇形小区)所覆盖的区域其结构是： MCC+MNC+LAC+CID其中各项代码的具体定义为： MCC：移动国家码（中国为460） MNC：移动网络码（中国移动00中国联通01中国电信02） LAC：位置区号码 CID：小区标识码 其中MCCMNCLAC为位置区标识（LAI）CID为2Byte的BCD码由各MSC自定 通过定位技术获取每一个基站的实际地理位置将其与全球小区识别码一一对应建立完整的基站数据库即可通过已知的全球小区识别码查询对应基站的实际位置目前多数获取基站位置的应用程序皆采用这一思路
4、通过手机信号获取基站信息再调用第三方的数据库获取基站的经纬度信息从而获取基站的实际地理位置 2.2空间定位技术 现今最为广泛使用的技术是GPS即是全球卫星定位技术此外还有UWB（ultrawideband超宽带）无线通信定位技术 2.2.1GPS定位原理 24颗卫星平均分布在6个轨道面,每一个轨道面上各有4颗卫星绕行地球运转让地面使用者不论在任何地点、任何时间,至少有4颗以上的GPS卫星出现在我们上空中供使用者使用每颗卫星都对地表发射涵盖本身载轨道面的坐标、运行时间的无线电讯号,地面的接收单位可依据这些资料做为
5、定位、导航、地标等精密测量GPS定位系统是利用卫星基本三角定位原理方法是：已知A、B、C三点的距离通过某种方式确定另一点P离A、B、C的距离通过作立体图形（球）可确定在空间中P的位置GPS接受装置以量测无线电信号的传输时间来量测距离由每颗卫星的所在位置,测量每颗卫星至接受器间距离,即可算出接受器所在位置之三维空间坐标值使用者只要利用接受装置接收到3个卫星信号,就可以定出使用者所在之位置一般的GPS都是利用接受装置接收到4个以上卫星信号来定出使用者所在之位置及高度 2.2.2UWB无线通信定位技术 UWB定位技术属于无线定位
6、技术的一种无线定位技术是指用来判定移动用户位置的测量方法和计算方法即定位算法目前最常用的定位技术主要有：时差定位技术、信号到达角度测量(AOA)技术、到达时间定位(TOA)和到达时间差定位(TDOA)等其中TDOA技术是目前最为流行的一种方案除了用于GSM系统在其他诸如AMPS和CDMA系统中也广泛应用UWB定位采用的也是这种技术通常UWB定位系统设定几个定位参考点(根据实际需要)以接收待测点(数量上百)发出的高斯脉冲信号为了避免信号发生碰撞每个待测点都有自己的代码序列当一个高斯脉冲中代码序列被参考点收到时它将在一个时间整合相关器内与
7、当前产生的一个对照序列作比较当收到信号的位移与对照信号相吻合即出现一个相关高峰信号这样就容易判断是否收到正确的代码序列处理接收到的脉冲序列得到接收时间从而计算得到待测点的坐标 三研究方法及内容 3.1定位原理 采用三角定位法利用三台间隔一定距离且不在一条直线上的三部移动终端向同一站发送无线电信号通过测量信号传输时间获取距离信息再通过几何计算得到基站的具体位置 具体算法如下所示 设已知锚节点即已知的三位测试者所处位置的坐标分别为(xa,ya,za),(xb,yb,zb),(xc,yc,zc),未知节点即所要
8、定位的基站位置坐标M(x,y,z)到锚节点的距离分别为da,db,dc,则存在下列公式 (xxa)2+(yya)2+(zza)2=da2 (xxb)2+(yyb)2+(aza)2=db2 (xxc)2+
