由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法

摘要

本发明公开了一种由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法，涉及无线电定位技术，是一种基于地面移动通信网，并通过通信广播卫星进行信号增强的无线电定位技术，方法包括：利用有转发功能的通信广播卫星转发定位信号、时间刻度和有关电文，或利用通信广播信号中的扩频信号(包括导频帧)，实现地面移动通信网基站的高精度时间同步和移动通信台(包括手机)的高精度定位和授时。本发明方法具有不改动或少改动地面移动通信网基站和移动通信台(包括手机)等的设备结构，就可实现高精度时间同步，以及提高三维空间定位精度的特点。

权利要求

1.一种由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法，其特征在于：通过高辐射功率的通信或广播卫星转发特定的时间刻度、测距定位信号和相应电文，或直接利用卫星广播的扩频信号和导航短电文来增强地面移动通信网的定位功能，并能提高精度，以实现地面移动通信全网基站的高精度时间同步，使移动通信台实现卫星信号和地面移动通信网基站信号的组合增强定位；

增加卫星广播信号辅助，对地面移动通信网的基站实现小于10纳秒的高精度授时，同时为移动台定位提供从卫星方向下行的高精度伪距测量值，这样，在定位测量方程组中增加了有高精度伪距测量值和不同方向余弦值的方程，使定位测量方程组系数矩阵的条件数大为改善，几何精度衰减因子减小到个位数，从而彻底改变目前地面移动通信网定位精度低的局面，获得高精度的定位信息；

其中，若设定采用卫星增强，包括步骤：

a)则需依靠地面站天线上行信号，天线口径为2～5米，发射功率小于100w，地面站设有高稳定度的原子钟作为时频基准；

b)卫星信号体制采用伪码扩频信号体制，并应与地面移动通信网的信号体制接近或完全一样；

c)手机测得伪距信息后，将伪距及相关信息通过网络传送给位置处理中心，位置处理中心完成信息处理后，计算手机位置，并把手机位置传回给手机；

若利用卫星广播的扩频信号，包括步骤：

a)利用通信广播信道中的扩频码或信令信道中的扩频码测伪距，并在通信广播信道或信令勤务信道中插入导航定位电文，传送时间、位置和轨位信息；

b)移动通信台接收到上述信号，求得增强卫星的位置和测量得到增强卫星至移动通信台的伪距后，在测量方程组中增加从卫星方向下行的测量方程；

c)移动通信台接收附近几个基站的信号，并测量得到基站到移动通信台之间的距离；

d)利用上述两类伪距测量值，求解新的方程组，得到移动通信台的高精度位置解，以提高移动通信台的定位和时间同步精度。

2.如权利要求1所述的由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法，其特征在于：适用于L波段、S波段、UHF波段或VHF波段地面移动通信网。

3.如权利要求1所述的由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法，其特征在于：所述移动通信台，包括手机。

4.如权利要求1所述的由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法，其特征在于：所述a)步中的扩频码，为导频帧的伪随机扩频码。

说明书

由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无线电定位与通信技术领域，特别涉及地面移动通信网的无线电定位实现方法。

背景技术

[0002] 地面移动通信网的无线电定位是指通过检测已知位置的基站和移动台之间传播的无线电波信号的特征参数来对移动台的距离或方向做出估计的方法和系统。已有的这类移动定位方法有：起源蜂窝小区(COO)定位；达到角(AOA)定位；到达时间(TOA)定位；到达时间差(TDOA)定位；增强观测时间差(E-OTD)定位和A-GPS(Assisted Global PositioningSystem)定位。其中，前五种方法是仅依靠移动通信网自身系统的无线电定位实施方法，定位精度一般在百米量级。最后一种A-GPS定位方法是网络辅助的GPS定位方法的简称，是一种结合了网络基站信息和GPS信息对移动台进行定位的技术，可以在TDS-CDMA，GSM/GPRS，WCDMA，CDMA2000网络中使用，其定位流程如下：

[0003] 1.A-GPS手机首先将本身的基站地址通过网络传输到位置服务器。

[0004] 2.位置服务器根据该手机的大概位置，传送与该位置相关的GPS辅助信息(如GPS的星历和方位俯仰角等)给手机。

[0005] 3.该手机的A-GPS模块根据辅助信息接收GPS原始信号后解调信号，计算手机到卫星的伪距，并将有关信息通过网络传输到位置服务器。

[0006] 4.位置服务器根据传来的GPS伪距信息和来自其他定位设备(如差分GPS基准站等)的辅助信息完成对GPS信息的处理，并估算出该手机的位置；

[0007] 5.位置服务器将该手机的位置通过网络传输到定位网关或者应用平台。

[0008] 综上，相比传统的GPS定位，A-GPS定位利用来自无线网络的重要信息加快了处理进程，提高了精度，但是要求用户需更换手机。

[0009] 目前，上述这些方法在定位时，存在的主要问题是精度问题，影响的因素有：

[0010] (1)多址干扰

[0011] 多址干扰：由于实际情况中，不同用户之间的扩频序列因为本身或者传输影响而不能实现完全正交，即互相关系数不为零。多址干扰(MAI)迫使通信系统采用了功率控制技术，而功率控制技术又导致了小区间信号的远近效应。在多站主动定位系统中，服务目标移动台的基站可以较好地接收信号，但非服务小区的基站若未采用抗多址干扰算法，则有可能无法捕获该移动台的信号，从而不能对其定位。

[0012] 解决办法：主动定位系统可以通过提高移动台的发送功率、调整发射时刻、降低小区半径、增加服务信道等多种方法来抑制MAI。但被动定位系统则不能调用网络资源，也不能改变移动台的发送功率。有时考虑到隐蔽性，被动定位系统的天线可能不会太高、位置不能靠近基站。若为多站定位，则几何结构可能也不易选择最优的方式。总之，由于多种条件因素的限制，使得被动定位系统接收的手机信号功率较低，而且即使在一个小区内也会存在MAI及远近效应的现象。所以，被动定位系统的技术难度通常要比主动的高，可以采用GPS辅助基站的方式。

[0013] (2)多径干扰

[0014] 在微小区环境中，多径干扰(MPI)是普遍存在的。多径会导致时延扩展、频率扩展和角度扩展。这对某些参数(如TOA、AOA等)的估计精度影响很大。

[0015] 解决方法：降低多径影响的方法主要有频率估计和最小均方估计，还有另一些更有效的方法，如基于扩展卡尔曼滤波的延迟估计器也被用于多径信号的研究。

[0016] 3)非视距传输

[0017] 非视距传输指发射机发送的信号通过反射或散射的方式到达接收机。非视距传输(NLOS)的传播误差存在的原因是由于移动台和接收端之间存在高大的障碍物。接收端接收的移动台信号无直射信号，而只有反射或散射信号。在基于到达时间的定位体制中，由于无直射信号，接收端估计的信号时延为直射信号的时延加反射或散射造成的附加时延，该附加时延对定位精度的影响非常大。

[0018] 解决方法：可用算法减少NLOS的影响。如首先利用概率定位和几何定位联合检测具有NLOS误差的测量值，再估计它们的NLOS传播误差的大小，然后更新这些测量值，最后利用概率定位算法重新估算源点位置。

[0019] 首先由概率定位方法通过不同的加权方式获得一个包括了最佳估计结果的估计值集合，同样由几何定位方法也获得一个包括了最佳估计结果的估计值集合。然后选择两个集合中距离最近的元素决定概率定位中应当选用的加权矩阵，并用该加权矩阵重新利用概率定位方法估计移动台位置(该估计靠近移动台的真实位置)，再利用该估计结果判断哪些测量值具有NLOS误差，并估计NLOS误差的大小。最后更新这些具有NLOS误差的测量值，重新估计移动台位置，此为最终估计。

发明内容

[0020] 本发明的目的是公开一种由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法，可以不改动或少改动地面移动通信网基站和移动通信台(包括手机)等的设备结构，就可实现高精度时间同步，以提高三维空间定位的精度。

[0021] 为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

[0022] 一种由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法，其通过高辐射功率的通信卫星或广播卫星转发特定的时间刻度、测距定位信号和相应电文，或直接利用卫星广播的扩频信号和导航短电文来增强地面移动通信网的定位功能和精度，以实现地面移动通信全网基站的高精度时间同步，使移动通信台实现卫星信号和地面移动通信网基站信号的组合增强定位；

[0023] 增加卫星广播信号辅助，对地面移动通信网的基站实现小于10纳秒的高精度授时，同时为移动台定位提供从卫星方向下行的高精度伪距测量值，这样，在定位测量方程组中增加了有高精度伪距测量值和不同方向余弦值的方程，使定位测量方程组系数矩阵的条件数大为改善，几何精度衰减因子减小到个位数，从而彻底改变目前地面移动通信网定位精度低的局面，获得高精度的定位信息。

[0024] 所述的由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法，其若设定采用卫星增强，包括步骤：

[0025] a)则需依靠地面站天线上行信号，天线口径为2～5米，发射功率小于100w，地面站设有高稳定度的原子钟作为时频基准；

[0026] b)卫星信号体制采用伪码扩频信号体制，并应与地面移动通信网的信号体制接近或完全一样；

[0027] c)手机测得伪距信息后，将伪距及相关信息通过网络传送给位置处理中心，位置处理中心完成信息处理后，计算手机位置，并把手机位置传回给手机。

[0028] 所述的由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法，其若利用卫星广播的扩频信号，包括步骤：

[0029] a)利用通信广播信道中的扩频码或信令信道中的扩频码测伪距，并在通信广播信道或信令勤务信道中插入导航定位电文，传送时间、位置和轨位信息；

[0030] b)移动通信台接收到上述信号，求得增强卫星的位置和测量得到增强卫星至移动通信台的伪距后，在测量方程组中增加从卫星方向下行的测量方程；

[0031] c)移动通信台接收附近几个基站的信号，并测量得到基站到移动通信台之间的距离；

[0032] d)利用上述两类伪距测量值，求解新的方程组，得到移动通信台的高精度位置解，以提高移动通信台的定位和时间同步精度。

[0033] 所述的由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法，其适用于L波段、S波段、UHF波段或VHF波段地面移动通信网。

[0034] 所述的由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法，其所述移动通信台，包括手机。

[0035] 所述的由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法，其所述a)步中的扩频码，为导频帧的伪随机扩频码。

[0036] 本发明的优点是：

[0037] 1、由于卫星信道稳定，链路的C/N0很好。所以增加了一路高精度的伪距测量值后，能显著改善移动台(如手机)的定位精度和授时精度。由卫星实现地面移动通信网的高精度时间同步，并提高伪距的测量精度。

[0038] 2、由于定位时增加了一路从卫星至终端的高精度的伪距测量值，而且卫星信号从空中而下仰角较高，从而可以大大改善测量方程组系数矩阵的条件数，提高系统的性能。

[0039] 3、本发明方法，手机等移动台的设备变动少，只是少量地增加基站设备的插件即可，所以可行性好和实用性较大。

附图说明

[0040] 图1为本发明的基于移动网络的由卫星作信号增强的定位系统组成示意图；

[0041] 图2为本发明的一种由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法计算流程示意方框图；

[0042] 图3为本发明定位系统中的移动台和基站2-D分布图；

[0043] 图4为本发明方法的帧结构示意图；

[0044] 图5为本发明方法的信标信号子帧示意图；

[0045] 图6是CMB star卫星S波段EIRP(有效全向辐射功率)覆盖范围示意图；

[0046] 图7是Ku扩展波段下行覆盖EIRP要求示意图(中国大陆波束)；

[0047] 图8是Ku扩展波段下行覆盖EIRP要求示意图(中国港台波束)。

具体实施方式

[0048] 本发明包括下述两方面：

[0049] 1、由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法(A-MPS，Asisted Mobile Net Positioning System)。

[0050] 是以地面移动通信网为主，同时用转发式卫星定位系统原理，利用卫星转发广播下行的定位和授时信号增强地面移动通信网时间同步精度和定位精度的方法。

[0051] 使用转发式卫星定位系统原理也可以增强地面移动通信网的定位精度，由地面站向卫星发射伪随机测距码、时间刻度，及有关的导航定位电文，经卫星转发的这种广播下行信号便可增强地面移动通信网的定位精度，从而实现地面移动通信网基站的高精度时间同步和对移动台的增强定位。

[0052] 2、利用导频帧等信令信号增强地面移动网。

[0053] 利用广播通信卫星信令信号中的扩频码测伪距，并增加或利用信息帧传送导航定位电文，从而实现对基站与移动台(含手机)的高精度授时和定位。具体说是应用测到的从卫星至移动台的伪距，去增加定位方程组中方程的个数，从而改善测量方程系数矩阵的条件数。这时若能同时保证有精确的卫星轨位等有关信息，便可以完成高精度的移动台(含手机)定位，并使其性能变得更好。

[0054] 上述方法特别适用于CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)体制的地面移动通信网。根据目前3G采用的频段，近期可以选用直播卫星或移动通信卫星。这些卫星非常适合作为增强信号的卫星。利用转发式卫星导航的成功经验，由卫星地面站发送上行扩频信号，增强信号可以与移动网络的定位信号一样或相似，以便手机等移动台设备可以少改动或不改动。手机等移动台可以自己被动接收定位，也可以将有关信息通过网络传输到位置服务器。由位置服务器根据传来的所有伪距信号和辅助信息对手机定位。定位后，又通过网络传输到定位网关或者应用平台，因为卫星信道传输稳定，覆盖范围又大，所以是难得的优良性能的增强信号。特别是它可以实现整个移动网的时间同步。这对利用测时差度量伪距长度来说，尤为重要，它可以提高伪距的测量精度，也就能够提高手机的定位精度。利用卫星实现时间同步有两种做法：第一种是双向时间比对，时间双向同步比对精度可以达到0.1纳秒量级，但需要在网络的终端点配置微小型卫星双向通信终端；另一种是单向共视观测，这时实现时间同步只要信号接收机即可。无论哪一种方法，在节点上都应配置铷原子钟或相关布局囚禁(CPT)原子钟，至少应配置高稳定度温控温补晶振。

[0055] 此外，基站接收机除了实现时间比对以外，还可以作为局域差分站起修正作用。由于基站间隔一般在10KM至30KM范围内，所以差分基站与用户对卫星的视距误差相关度好。于是误差修正的效果很好，故能提高手机的定位精度。

[0056] 工作流程：

[0057] 1若设定采用卫星增强，则需依靠地面站天线上行信号，天线口径为2～5米，发射功率小于100w。地面站应有高稳定度的原子钟作为时频基准。

[0058] 2信号体制采用伪码扩频信号体制，并应与地面移动通信网的信号体制接近或完全一样。

[0059] 3手机测得伪距信息后，将伪距及相关信息通过网络传送给位置处理中心，位置处理中心完成信息处理后，便可以计算手机位置，最后把手机位置传回给手机。

[0060] 若利用广播通信卫星原信号中的扩频信号，则可以直接利用这类扩频伪码测距。

[0061] 根据已有技术所存在的上述问题，并结合A-GPS定位方法，本发明认为：

[0062] 1.由于单纯靠基站定位，虽然使用很方便，但定位精度不高；而单纯依靠GPS类卫星导航系统定位，因为卫星系统内无通信信道，故定位信息利用率不高；所以结合卫星导航系统和基站定位的组合定位应是一种好办法。

[0063] 2.如果对于精度不是很高的定位要求(如可允许200-500米的偏差)，则可采用完全的基站定位(如COO/TOA/TDOA)方式。

[0064] 3.对于移动通信网基站定位，被动定位相对主动定位来说技术难度高。所以，对于一般的民用定位，可以采取主动定位。

[0065] 4.A-GPS是网络辅助GPS，是以GPS为主的定位系统，GPS的引入会增加手机成本，也需要改变手机的结构。因手机数量大，牵涉亿万用户，所以仍感不便。为此我们提出与A-GPS相反的概念：一种由通信广播卫星信号辅助的地面移动通信网定位方法A-MPS(Asisted Mobile NetPositioning System)，以基站定位为主，并辅以卫星信号的一种基于地面移动通信网的，并由卫星信号增强和辅助的组合无线定位实施方法。

[0066] 具体实施方案以CMB star卫星增强地面移动网定位的方案为例：

[0067] 1、系统方案

[0068] 增加的卫星系统由空间段(卫星转发器)、终端网和中心地面站三大部分组成(见图1)。而系统原应配置的功能网，可以不专门组建，其测轨功能、差分修正功能可以由应用网中的部分终端承担，这些终端获得的部分测量数据，经处理后可以完成上述功能。

[0069] 2、卫星方案

[0070] 卫星选用有S波段信号转发功能的通信卫星(如CMB star，ChinaMobile Broadcasting Satellite)。该卫星将定位于东经101°至115.5°之间，目前暂定为东经115.5°。其上有S波段转发器，有两个S波段信道，中心频点均为2647.5MHz，下行使用圆极化，第一信道是左旋圆极化(LHCP)，第二信道为右旋圆极化(RHCP)。在北京和香港可以上行信号，

[0071] 上行频率是Ku频段。

[0072] 第一信道(S波段中国大陆下行覆盖)上的信号EIRP在A边型区域(见图7)将不低于67dBW，在B多边型区域将不低于64dBW。

[0073] 第二信道(S波段台湾下行点波束覆盖)的EIRP在台湾地区将不低于67dBW(参见图6)。

[0074] 第三信道(Ku扩展波段中国大陆下行覆盖，参见图7)的饱和覆盖功率在C多边型区域将不低于54dBW，在D多边型区域将不低于50dBW。

[0075] 第四信道(Ku扩展波段香港和台湾地区，参见图8)饱和覆盖功率将不小于60dBW。

[0076] 3、中心地面站方案

[0077] 由于授时导航信号仅利用广播电文中的导频信号，所以不需要新建地面站和天线，但有一个要求，即在地面站里必须设置有高稳定度的原子钟，一主一备，若地面站原计-13划中没有考虑到高精度的时频基准，则要求购买稳定度可以达到1×10 s的铯原子钟，并溯源到国家授时中心的钟组上，溯源到UTC上或自己定义的一种时间体系CMBT上。

[0078] 4、终端方案

[0079] 终端可以分为两类：一类是单频(S频段)授时接收机，可大量配置在任何一个基站，另一类是高精度双频(S频段和Ku频段)授时测距接收机，双频测距接收机可以消除电离层误差。所以它不但可以作为高精度授时接收机，而且它又可以作为系统的基准站使用。因为这类接收机可以精确测量出伪距，所以也可以用来测定卫星轨位，也可用于精确测定用户位置和实现对用户的监测。

[0080] 5、信号和电文方案

[0081] 信号直接利用CMMB广播信号，其物理层信号为每秒1帧，每帧划分成40个时隙，每个时隙的时延为25ms，其中包括1个信标子帧和53个OFDM符号子帧。帧结构如图4所示，其中信标信号结构子帧如图5所示。

[0082] 由于信标信号是频带受限(12.5MHz)的伪随机码扩频信号，所以伪码可以用来精确测距；信标信号由发射机标识(TxID)信号和2个同步信号组成。整个信标为445.6μs，其中TxID占36.0μs。TxID由循环前缀T1(10.4μs)和数据体T0(25.6μs)组成。数据体可以用来传送时间信息、卫星轨道信息和其它相关信息，这样就可以构成导航授时电文。在一帧中，有40个时隙，这样每秒能传送的信息速率为：

[0083] 1bits×40＝40pbs

[0084] 40bps信息速率已满足传送授时定位电文的要求。

[0085] 6、地面移动网的定位方案

[0086] (1)移动交换中心定位解算方案

[0087] 在获得高精度时间同步后，在移动台对多个基站发生随机接入过程时，可以测得移动台在特定时刻达到各个基站的时间特征量。同时这些信息通过地面移动网络传输给位置服务中心进行解算，有了结果后，传输给移动台。这种方法最大的瓶颈在于目前的CDMA网络对随机接入过程的时间分辨率是1/8码片，这在一定程度上限制了高精度定位的实现。

[0088] (2)手机被动定位方案

[0089] 手机被动定位方案与上述方案的主要区别在于定位所需特征量的测量在移动台中完成。要完成特征量的测量，需要在移动台内部拥有捕获，跟踪，到进行伪距提取，最后实现定位解算的芯片。当然，这里也可以在伪距提取后，把定位解算部分转移到地面移动网的特殊服务器里去完成(参见图2)。

[0090] 这种方法的最大优点是由于是移动台进行伪距提取，而伪距分辨率与基带芯片跟踪环路的设计有关，所以通过窄相关和优化设计可以实现高精度定位。

[0091] 7、定位精度估算与仿真

[0092] 定位精度是考核一个定位系统的重要指标。对于传统的卫星导航系统来说，用户距离误差(URE)主要来自卫星时钟和星历参数、大气传播模型、接收机噪声和多径效应等部分，而对于基于地面移动网的导航定位，还要多分析如非视距传播等引起的误差。

[0093] 1)用户距离误差(URE)估算

[0094] (1)只利用地面移动通信网定位的用户距离误差(URE)

[0095] 只利用地面移动通信网定位是指没有卫星的辅助，单纯依靠地面移动通信网来进行定位的方法。这里分析在移动台中采用到达时间(TOA)方法进行定位解算的精度。

[0096] 地面移动通信网基站的位置固定且在地面，所以没有类似传统的卫星导航系统的星历误差、大气传播误差。

[0097] 时钟上带来的误差和基站的授时精度直接相关。在分析中，假设地面移动通信网基站采用GPS授时，授时精度可达30ns，则转化为距离上的误差为9m。

[0098] 如果由移动台进行高精度跟踪，对伪码跟踪采用DLL环路，则码环误差[0099]

[0100] 式中，C表示光速，Tc为码片时间，这里假设为1μs；Bτ，1为滤波器带宽，这里取值为1Hz；d为相关器间距，这里取d＝1；C/N0为载噪比，移动基站的载噪比约为-26dB-Hz左右。所以，由上式得伪距测量的理论计算误差为0.1米。

[0101] 多径效应带来的误差根据经验值取1m。非视距误差为200米至500米，非视距误差包括偏差与随机误差。

[0102] 综上所述，随机误差 总误差为Δ＝Δρ+σURE，总误差在百米量级。

[0103] (2)地面移动通信网和卫星组合定位方法中卫星至用户间的用户距离误差(URE)[0104] 地面移动通信网和卫星组合定位的方式，因加入了卫星，所以在估算用户距离误差时，应在用户距离误差中加入卫星星历误差的影响、大气传播时延等的影响。在这里根据GPS的经验数据，暂取星历参数带来的误差为1.5米；由于采用这种授时方式，授时精度可达10ns，等效成距离误差为3米；取大气传播模型的误差为3m；由于信号传播到地面比GPS信号大约高30dB左右，所以由式(1)取伪距测量误差为0.32米，则参考上述有关的分析，可以得到用户等效误差(URE)为

[0105]

[0106] 在卫星至用户间的误差计算中，同样存在偏差和随机误差，但系统偏差偏小，而且可以校正。

[0107] 2)几何精度因子(DOP)和定位误差估算

[0108] 上面分析的误差是用于定位的用户距离误差，对于定位误差来说，由于地面移动通信网基站不同的位置几何分布，具有不同的误差传递，直接影响到定位误差的大小。影响程度可由下式估算：

[0109] 位置误差＝σURE·DOP (2)

[0110] 3)定位误差仿真

[0111] (1)只利用地面移动通信网定位时几何精度因子的仿真

[0112] 仿真条件：设有四个基站，没有卫星，四个基站不处于同一水平面，分布在以移动台为参考点的站心坐标系内相对高度为-50m～100m的不同地方，相对距离为2km，2-D分布如图3所示，图中位于中心的为移动台，周围四点为基站位置。

[0113] 仿真计算出的几何精度因子DOP如表1所示：

[0114] 表1DOP值

[0115]GDOP 128310
PDOP 128300
HDOP 99353
VDOP 81177
TDOP 1601

[0116] (2)地面移动通信网和卫星组合定位的仿真

[0117] 仿真条件：设有四个基站，加入一颗卫星，假设卫星坐标为赤道上东经115.5度，海拔高度为35796669.7688513米。四个基站不处于同一水平面，分布在以移动台为参考点的站心坐标系内相对高度为-50m～100m的不同地方，相对距离为2km，2-D分布如图3所示，图中位于中心的为移动台，周围四点为基站位置。

[0118] 仿真计算出的几何精度因子DOP如表2所示。

[0119] 表2DOP值

[0120]GDOP 1.59414746095296
PDOP 1.51154883628597
HDOP 1.21546389360809
VDOP 0.898569645499183
TDOP 0.506484197962106

[0121] (3)仿真结论

[0122] 将上述计算的DOP结果代入式(2)中，可以看出，在上述的仿真中，用这种极其接近实际的基站分布时，由于基站分布的不理想，对测量误差的放大十分明显，由此产生的定位误差很大。即使用户测量误差只是米级，但代入式(2)中以后，对定位精度的影响也可能有上百米。

[0123] 通过上述的仿真，还可以看出：加入卫星后，用户距离测量精度提高，更为重要的是极大地改善了DOP值，则根据式(2)，定位精度大大提高了，使实现高精度定位在理论上成为可能。

[0124] 在现有的基于地面移动通信网定位方法的基础上，本专利提出了一种用卫星增强地面移动通信网进行高精度授时和定位的方法，并概述了方法中的关键技术。最后，通过仿真分析了本方法对定位精度的提高程度，实用前景十分美好。