移動通信技術應用于車輛定位的精度控制分析

蘭州資源環境職業技術學院 孫志敏

隨著交通智能化水平不斷提升，智慧交通運輸系統逐漸構建起來，對于交通運輸中的很多問題提供了解決方案。在城市交通管理中，車輛管理、物流管理等，都需要有車輛定位技術。這一技術以GPS技術為基礎，能夠確保定位精準性。但是，這一技術在應用中，因為受到設備影響，定位精度控制效果并不是很理想，在一些高樓林立和有陰影覆蓋的區域，定位效果比較差。對此，以移動通信技術為基礎，研究車輛定位的精度控制方案，發現這一技術在車輛精準定位上，具有很好的應用效果。本文介紹了移動通信技術的定位原理，分析移動通信技術在車輛定位精度控制中的具體應用。

和傳統的以GPS定位技術為基礎的車輛定位不同，移動通信技術是借助移動通信網絡以及移動通信設備，來對于車輛進行精準定位的。這一技術應用中，需要雙向通信的移動通信系統構建起來，就可以達到定位要求。要實現移動通信技術在車輛定位中的有效應用，必須要把握好這一技術的原理，明確移動通信技術實現車輛定位的具體技術流程，以便更好的把握關鍵技術處理環節，確保定位精度的有效控制。

1 移動通信定位原理分析

1.1 SKT法

這是移動通信中的增值業務命令，屬于編程語言的范疇，但是這種編程語言應用范圍并不大，借助SKT卡使用，可以確保相關應用軟件的有效應用。這一技術的核心優勢在于其能夠為SIM卡增值業務提供一個簡單高效的開發平臺，便于操作，而傳統的SIM卡只具備電話簿、設置等基本功能，在手機上中安裝經過SKT處理的SIM卡，可以促進手機業務功能的豐富，提升功能性能，安裝后，可以通過手機來進行位置服務、信息點播等。在GSM移動通信網絡中的移動臺上，可以實現對服務對象小區或者周邊進行測量，生成重要信息報告，將相關小區的CGI碼以及接受場強聯系起來，相應的信息也是移動臺開展無限定位的重要信息基礎。通過相關技術應用，還可以滿足從移動臺將接收的信息報告通過短信發送出去，在數據接收后進行計算處理，并和數據庫中的信息對比，確定設備所在位置。為了滿足相應區域內的信息傳送需要，移動通信已經在城市中大量建設基站，基本可以實現信號的全面覆蓋。不過，這種方法應用也存在問題，會影響車輛定位的精度。而要解決這一問題，就需要做好路測數據的監測，構建真實的路測數據庫，對于測量后的數據和數據庫中的對比，獲得移動臺位置的精準信息，這樣就可以將車輛定位的精度誤差控制在15m范圍內。

1.2 電波傳播時間定位法

這一定位的原理是通過電磁波以光速傳播的過程中，對于移動臺以及接收基站進行具體的坐標計算，以三個坐標為中心，產生三個圓，在三個圓的交點位置即為移動臺。這一定位方法是通過多個不同基站獲得的移動臺發射電磁波耗費的相對時間來確定車輛的具體位置。使用這一技術，對于測量要求嚴格，需要確保MS發射以及BTS接收能夠實現完全同步進行。在信號發射中，還應該做好時間標記。

使用這種方法測量，重點是對于傳播時間差進行分析，這其中MS的測量方法很重要，相對上述測量方法來說，這種定位方法精度更高，不過需要的時間相對多一些。但是在一些基站較多的市中心，精度卻不一定比SKT法高，所以，具體選擇何種定位方法，還需要視具體情況而定。

1.3 第三代移動通信系統中的智能天線及AOA估計技術

目前，移動通信業務在全球范圍內快速發展起來，需要有一種高容量、高質量的通信技術支持。目前，數字移動通信系統中，包含的多址接入方法有頻分多址、時分多址以及碼分多址，可以分別實現在頻域、時域以及碼組上的多址接入目標，但是對于空域資源沒有實現有效的開發和利用。而智能天線正好彌補了這一領域。智能天線實際上和空域濾波器功能相近，主要作用是探索空間資源的利用，借助智能天線，可以實現對于信號到達角度和方向的識別，還可以通過多個并行天線波束指向不同用戶，這樣就可以達到在相同頻率、相同時隙以及相同碼組中的用戶量拓展，這對于解決頻譜資源匱乏問題，促進無線系統容量補充等具有顯著效果。

在移動通信系統中，智能天線相當于空分多址，就智能天線的種類劃分來看，包含自適應陣列天線以及多波束天線兩種。在移動通信系統中，只需要對于基站的智能天線使用分析即可。借助智能天線使用，可以針對移動通信中的干擾、信號衰落等問題進行解決，還可以擴充系統容量，確保移動臺定位精準。在基站中設置智能天線，在信號接收后，系統會立即展開對天線陣列的接收機產生的響應進行處理，獲得空間矢量矩陣，得出信號的AOA，實現AOA定位，或者是混合定位。在智能天線的定位技術應用中，必須要確保算法部分達到要求，這對于降低系統定位誤差很有必要。

2 移動通信技術在車輛定位精度控制中的實現和作用分析

2.1 移動通信技術在車輛定位精度控制中的實現

在車輛定位的精度控制中，可以結合定位估計位置以及數據用途差異，選擇兩種不同的定位方案。

以移動臺為基礎的定位系統。這種移動通信定位系統是移動臺的自主定位系統，簡稱為前向定位系統。系統借助MS將BTS的信息接收過來，并進行信號參數測量，以此來計算MS的具體位置；

以網絡為基礎的定位系統。在移動通信網絡中，車輛定位應用最多的就是這種方案。相對而言，這種定位方案使用中，無需大規模對于現有的移動通信設備進行改造，很多附加設備完全可以在網絡平臺中完成，而用戶借助智能移動終端，就可以快速掌握車輛定位信息。此外，這種定位系統中，也有網絡運營企業的監督成分在里面，這樣做是為了更好的管理網絡資源，打擊移動終端的一些違法犯罪活動。

2.2 作用分析

移動通信技術在車輛定位精度控制中的應用，便于用戶維護車輛信息、管理車輛信息，更新、查看車輛位置、車輛類型以及車輛配載等信息。借助移動通信技術為基礎的定位系統數據庫應用，能夠為用戶提供必要的技術分析和數據分析，這樣用戶就可以隨時掌握車輛的基站信息、移動臺信息等，對于車流密度也能夠精確把控，實時查看交通流量情況，為車輛行駛提供精準的數據參考。也可以方便相關運營部門的信息查詢，制定行車的優化路線方案，例如，高德地圖可以通過這樣的數據信息掌握，及時為用戶推薦不擁堵的行駛路線，幫助用戶優化行程，減少等待時間。

針對車輛定位模塊，通過移動通信技術應用，能夠精準獲取車輛的動態數據信息，包含車輛實時位置、行駛速度、路線方向等。這一過程中，移動通信技術有效的收集了車輛的動態數據信息，能夠幫助車輛定位、導航以及優化路線。在一些突發的情況下，還可以及時為用戶提供報警信息，為用戶指導前方路段的險情，及時調整路線，避開事發路段，保證行車安全。借助移動通信技術，還可以對于車輛進行實時監控，掌握車輛的運行相關信息，這樣可以精準掌握位置情況，查看車輛是否存在偏航情況，是否出現違規駕駛的行為等。例如，在目前的網約車行業，應用了車輛的實時定位系統，這樣運營管理后臺可以實時掌握車輛的路線情況，對于不按照原定駕駛路線行駛的車輛，及時提示異常報警，讓后臺人員及時關注，及時給乘客發送異常報警信息，或者是直接聯系乘客，確定人身安全，這樣就可以避免一些不法分子借助網約車行違法犯罪活動。借助移動通信技術應用，還可以將車輛相關動態數據放在共享平臺，使得行車數據信息更加透明。

3 移動通信技術在車輛定位中的誤差因素分析

使用移動通信技術來進行車輛定位的精度控制，需要考慮到，移動通信技術在一定程度上會受到外在環境影響，會造成定位精度的誤差問題，從技術層面來看，導致誤差的因素主要包含多徑傳播、多址干擾以及NLOS傳播等。

其中，多徑傳播是導致移動通信定位誤差的主要因素之一。這種傳播模式會導致系統對來波方向產生錯誤判斷，在時間定位法上，也會導致一定的誤差產生。對此，一般可以通過高階譜估算或者是通過最小均方估計來處理。

而NLOS傳播對于精度控制也會產生不利影響。在移動通信技術對車輛定位的精度控制過程中，視距信號對于位置信息確定都有較大影響，但是因為陰影影響，基站接收的視距信號可能不準確，信號強度降低。對此，可以通過進行NLOS的測量值調整來對于視距信號記性強化，還可以使用LS算法，降低這種測量的比重，加入一些約束條款，降低誤差影響力。

多址干擾對于CDMA系統帶來的影響比較大，在系統應用中，用戶使用統一頻段，所以，一些距離基站相對較遠的信號接收就會受到距離偏近的用戶信號影響，可能造成用戶信號無法及時被檢測出來。針對這一問題，一般需要對于軟切換方式進行改變，還可以使用抗干擾設備來處理信號傳輸距離差異導致的信號接收影響問題。

總結：目前，車輛定位在越來越多的領域廣泛應用起來，隨著用戶對于車輛定位精度要求不斷提升，必須要盡可能的控制車輛誤差范圍，確保定位精準可靠。而在車輛定位的精度控制中，移動通信技術應用有著比傳統GPS技術更多的優勢，對于降低誤差，提升定位精度控制效果很有幫助。對此，需要在移動通信技術的車輛定位中，選擇合理的定位技術原理，并結合過程中的信號干擾以及外界因素影響問題，積極尋求技術完善的策略，確保車輛定位精度控制效益。