一种基于无线通信网络的定位方法及其系统

摘要

本发明提出一种基于无线通信网络的定位方法及其系统，包括信号塔、小型信号探测器、信号增强器、数据库和用户设备，信号塔位于所需区域内的中央区域，若干个小型信号探测器以信号塔为中心成矩阵式分布，小型信号探测器包括收纳箱和主体，收纳箱大部分埋于地下，收纳箱少部分位于地表面且露出地面上端设有开孔，主体通过固定连接在收纳箱内部的支撑凸台固定连接在收纳箱内部且靠近在收纳箱开孔一端，主体上固定连接有可旋转的探测臂，可以在发生危险时将探测臂回收并且将主体收回收纳箱内部保护起来以防止探测设备损坏。

权利要求

1.一种基于无线通信网络的定位系统，其特征在于，包括信号塔、小型信号探测器、信号增强器、数据库和用户设备，所述信号塔位于所需区域内的中央区域，若干个所述小型信号探测器以信号塔为中心成矩阵式分布，若干个所述信号增强器分布在所述小型信号探测器矩阵边缘到信号塔的中央区域，所述小型信号探测器与所述信号塔之间通过无线通讯网络传输信息，所述小型信号探测器通过无线通信网络接收用户设备信息；

所述小型信号探测器包括支撑柱、凸台、探测臂、无线通信探头、太阳能板、电源和备用电池组，所述凸台由若干根可转动的支撑杆组成且位于收纳箱内侧与收纳箱固定连接，并且凸台上设有卡槽，所述支撑柱与主体通过凸台固定连接，所述探测臂位于支撑柱周围侧壁上且与支撑柱通过转轴固定连接，且所述探测臂与主体上凹槽相对应，所述无线通信探头固定连接在探测臂前端且远离支撑柱一侧，所述太阳能板一部分固定连接在所述支撑柱表面且远离所述小型信号探测器收纳箱一侧，所述太阳能板另一部分固定连接在所述探测臂表面且远离所述小型信号探测器收纳箱一侧，所述电源固定连接在所述主体内部并且与所述太阳能板和无线通信探头电性连接，所述备用电池组位于所述支撑柱内部且与所述太阳能板和无线通信探头电性连接。

2.根据权利要求1所述的基于无线通信网络的定位系统，其特征在于，所述小型信号探测器包括收纳箱和主体，所述收纳箱大部分埋于地下，收纳箱少部分位于地表面且露出地面上端设有开孔，所述主体通过固定连接在收纳箱内部的支撑凸台固定连接在收纳箱内部且靠近在收纳箱开孔一端。

3.根据权利要求2所述的基于无线通信网络的定位系统，其特征在于，所述主体四周设有凹槽，且凹槽内部设有电磁吸附装置。

4.根据权利要求2所述的基于无线通信网络的定位系统，其特征在于，所述收纳箱包括盖子，若干个所述盖子位于收纳箱开口一端，并且若干所述盖子通过转轴与所述收纳箱开口一端上表面固定连接。

5.根据权利要求1所述的基于无线通信网络的定位系统，其特征在于，所述小型信号探测器包括液压装置，所述液压装置通过支撑杆与所述支撑柱固定连接，并且所述液压装置通过转轴与探测臂固定连接。

6.根据权利要求1所述的基于无线通信网络的定位系统，其特征在于，所述小型信号探测器包括定位装置，所述定位装置固定连接在所述小型信号探测器收纳箱内部。

7.根据权利要求1所述的基于无线通信网络的定位系统，其特征在于，信号塔内部设有数据库，所述数据库与信号塔电性连接用于接收信号塔收集到的信号强度信息。

8.一种基于无线通信网络的定位方法，应用于所述权利要求1‑7任一项所述的基于无线通信网络的定位系统，其特征在于，包括以下步骤：用户设备向无线通信网络中发送的信号；

通过用户设备周围的小型信号探测器在各自无线通讯网络覆盖范围内接收来自用户设备的无线通信信号；

小型信号探测器把接收到的信号强度信息发送至信号塔，以供信号塔对所述信号强度信息进行处理分析，以得到所述用户设备位于所述小型信号探测器的距离范围；

根据若干个小型信号探测器的位置以及接收的信号强度进行计算，算出用户设备的坐标。

说明书

一种基于无线通信网络的定位方法及其系统

技术领域

[0001] 本发明涉及无线通讯网络技术领域，尤其涉及一种基于无线通信网络的定位方法及其系统。

背景技术

[0002] 在无线通信网络所覆盖范围内定位用户设备常用的方法是基于射频信号的强度和一般要定位的用户设备在其操作期间的信号强度进行匹配，此定位技术成为“RF指纹定
位”，因为感兴趣区域内的预期RF信号强度也被称为“RF指纹”，RF信号强度测量是由用户设
备周期性的发送信号至无线通信网络以用于进行呼叫管理，并且RF信号强度测量还可以对
向无线通信网络中发送信号的用户设备进行定位并跟踪，若用户设备未向无线通信网络中
发送信号，无线通讯网络也可向用户设备请求RF信号强度测量。

[0003] 目前一般都是用若干个高耸的信号塔之间相互配合进行无线通讯网络覆盖，并且通过与卫星之间的相互协作对用户设备进行定位，但是信号塔的建设需要考虑地形的影响
从而无线通信网络之间会产生通讯死角从而影响用户设备的定位，并且当发生自然灾害时
（例如大风），高耸的信号塔容易受外界影响而导致本体受损从而影响区域内的无线通讯网
络，并且信号塔的维修维护成本也较高，所以如何在发生自然灾害或者设备环境发生巨变
时可以保护设备的问题，基于此本发明提出一种基于无线通信网络的定位方法及其系统。

发明内容

[0004] 为了解决上述问题，本发明提出一种基于无线通信网络的定位方法及其系统，以更加确切地解决上述所述设备在复杂天气变化中设备保护的问题。

[0005] 本发明通过以下技术方案实现的：

[0006] 本发明提出一种基于无线通信网络的定位系统，包括信号塔、小型信号探测器、信号增强器、数据库和用户设备，所述信号塔位于所需区域内的中央区域，若干个所述小型信
号探测器以信号塔为中心成矩阵式分布，若干个所述信号增强器分布在所述小型信号探测
器矩阵边缘到信号塔的中央区域，所述小型信号探测器与所述信号塔之间通过无线通讯网
络传输信息，所述小型信号探测器通过无线通信网络接收用户设备信息；

[0007] 所述小型信号探测器包括支撑柱、凸台、探测臂、无线通信探头、太阳能板、电源和备用电池组，所述凸台由若干根可转动的支撑杆组成且位于收纳箱内侧与收纳箱固定连
接，并且凸台上设有卡槽，所述支撑柱与主体通过凸台固定连接，所述探测臂位于支撑柱周
围侧壁上且与支撑柱通过转轴固定连接，且所述探测臂与主体上凹槽相对应，所述无线通
信探头固定连接在探测臂前端且远离支撑柱一侧，所述太阳能板一部分固定连接在所述支
撑柱表面且远离所述小型信号探测器收纳箱一侧，所述太阳能板另一部分固定连接在所述
探测臂表面且远离所述小型信号探测器收纳箱一侧，所述电源固定连接在所述主体内部并
且与所述太阳能板和无线通信探头电性连接，所述备用电池组位于所述支撑柱内部且与所
述太阳能板和无线通信探头电性连接。

[0008] 进一步的，所述小型信号探测器包括收纳箱和主体，所述收纳箱大部分埋于地下，收纳箱少部分位于地表面且露出地面上端设有开孔，所述主体通过固定连接在收纳箱内部
的支撑凸台固定连接在收纳箱内部且靠近在收纳箱开孔一端。

[0009] 进一步的，所述主体四周设有凹槽，且凹槽内部设有电磁吸附装置。

[0010] 进一步的，所述收纳箱包括盖子，若干个所述盖子位于收纳箱开口一端，并且若干所述盖子通过转轴与所述收纳箱开口一端上表面固定连接。

[0011] 进一步的，所述小型信号探测器包括液压装置，所述液压装置通过支撑杆与所述支撑柱固定连接，并且所述液压装置通过转轴与探测臂固定连接。

[0012] 进一步的，所述小型信号探测器包括定位装置，所述定位装置固定连接在所述小型信号探测器收纳箱内部。

[0013] 进一步的，信号塔内部设有数据库，所述数据库与信号塔电性连接用于接收信号塔收集到的信号强度信息。

[0014] 进一步的，本发明提出一种基于无线通信网络的定位方法，应用于基于无线通信网络的定位系统，包括以下步骤：

[0015] 用户设备向无线通信网络中发送的信号；

[0016] 通过用户设备周围的小型信号探测器在各自无线通讯网络覆盖范围内接收来自用户设备的无线通信信号；

[0017] 小型信号探测器把接收到的信号强度信息发送至信号塔，以供信号塔对所述信号强度信息进行处理分析，以得到所述用户设备位于所述小型信号探测器的距离范围；

[0018] 根据若干个小型信号探测器的位置以及接收的信号强度进行计算，算出用户设备的坐标。

[0019] 本发明的有益效果：

[0020] 1.主体上表面设有通过转轴连接的探测臂，当发生自然灾害或者对设备造成损坏危险的时候，使得探测臂转动藏于凹槽内。

[0021] 2.收纳箱内部设有四根可转动的支撑杆组成的凸台，当设备发生危险时可以转动支撑杆使得主体下降藏于收纳箱内部。

附图说明

[0022] 图1为本发明的基于无线通信网络的定位方法及其系统的分布图；

[0023] 图2为本发明的基于无线通信网络的定位方法及其系统的小型信号探测器的结构示意图；

[0024] 图3为本发明的基于无线通信网络的定位方法及其系统的主体的结构示意图；

[0025] 图4为本发明的基于无线通信网络的定位方法及其系统的收纳箱的结构示意图；

[0026] 图5为本发明的基于无线通信网络的定位方法及其系统的一个实施例的结构示意图；

[0027] 图6为本发明的基于无线通信网络的定位方法及其系统的一个实施例的剖视图；

[0028] 图7为本发明的基于无线通信网络的定位方法及其系统的信号塔的结构示意图；

[0029] 图8为本发明的基于无线通信网络的定位方法的步骤流程图。

[0030] 图中，收纳箱1、主体2、信号塔3、数据库4、盖子101、转轴102、凸台103、电源和备用电池组104、固定槽105、箱体106、支撑柱201、探测臂202、无线通信探头203、太阳能板204、
电磁吸附装置205、信号发送装置301。

具体实施方式

[0031] 为了更加清楚完整的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。

[0032] 请参考图1‑图7，本发明提出一种基于无线通信网络的定位系统，包括信号塔3、小型信号探测器、信号增强器、数据库4和用户设备，所述信号塔3位于所需区域内的中央区
域，若干个所述小型信号探测器以信号塔3为中心成矩阵式分布，若干个所述信号增强器分
布在所述小型信号探测器矩阵边缘到信号塔3的中央区域。

[0033] 在一个实施例中，收纳箱1包括盖子101、转轴102、箱体106、凸台103和固定槽105，箱体106大部分埋于地下，另一小部分箱体106位于地表面且露出地面上端设有开孔，盖子
101通过转轴102固定连接在箱体106一端表面且靠近地表，凸台103由四根可通过转轴102
转动的支撑杆组成且位于收纳箱1内侧与收纳箱1固定连接，并且凸台103上设有卡槽，凸台
103中间区域设有一根与箱体106固定连接的伸缩杆，且伸缩杆与主体2固定连接，固定槽
105位于凸台103卡槽的正下方并且固定连接在收纳箱1的内部底端。

[0034] 本实施方式中，收纳箱1用于在主体2工作时对主体2起到支撑作用，在小型信号探测器遇到紧急情况时收纳箱1将主体2缩回箱体106内部进行保护。

[0035] 在具体实施时，四根可通过转轴102转动的设有卡槽的支撑杆组合成凸台103，主体2固定放置在凸台103上的卡槽中，并由四根支撑杆将主体2进行固定，当小型信号探测器
探知到危险时，四根支撑杆开始向外转动使得凸台103解散消除对主体2的固定作用，并由
与主体2固定连接的伸缩杆带动主体2向下运动使得主体2全部缩回到收纳箱1内部，当伸缩
杆带动主体2下降时正好落入固定槽105中，固定槽105将主体2固定在收纳箱1内部防止主
体2在收纳箱1中发生晃动造成损伤，当主体2收回到收纳箱1内部后，转轴102带动盖子101
开始转动，两侧盖子101合拢后保护箱体106内部的主体2，当危险解除后，伸缩杆开始伸长
并带动主体2上升，主体2上升至凸台103处，连接支撑杆的转轴102开始转动使得四根支撑
杆合并夹紧主体2。

[0036] 在一个实施例中，主体2包括支撑柱201、探测臂202和无线通信探头203，主体2通过固定连接在收纳箱1内部的支撑凸台103固定连接在收纳箱1内部且靠近在收纳箱1开孔
一端，支撑柱201与主体2通过凸台103固定连接，探测臂202位于支撑柱201周围侧壁上且与
支撑柱201通过转轴102固定连接，并且探测臂202对应主体2上凹槽，且凹槽内部设有电磁
吸附装置205，支撑柱201上表面设有雷达探头，无线通信探头203固定连接在探测臂202前
端且远离支撑柱201一侧。

[0037] 本实施方式中，主体2用于发送和接收无线通信信号。

[0038] 在具体实施时，固定在探测臂202前端的无线信号探头将通信区域内的无线信号进行接收，并将接收到的信号强度发送至信号塔3，并且支撑柱201上表面的雷达探头持续
对通讯区域内的物体进行检测，当发现危险时，雷达探头发出预警信号至控制中心，控制中
心控制液压装置带动转轴102使得探测臂202开始回收，当探测臂202转动至支撑柱201侧壁
上的凹槽时，凹槽表面和探测臂202内表面的电磁吸附装置205相互吸引使得探测臂202牢
牢固定在支撑柱201凹槽中，当危险解除，主体2上升到初始高度，凹槽内部的电磁吸附装置
205断电，并且液压装置带动转轴102使得探测臂202开始上升使得探测臂202恢复预设角
度。

[0039] 在一个实施例中，小型信号探测器包括太阳能板204、电源和备用电池组104，所述太阳能板204一部分固定连接在所述支撑柱201表面且远离所述小型信号探测器收纳箱1一
侧，所述太阳能板204另一部分固定连接在所述探测臂202表面且远离所述小型信号探测器
收纳箱1一侧，所述电源固定连接在主体2内部并且与所述太阳能板204和无线通信探头203
电性连接，所述备用电池组位于支撑柱201内部且与太阳能板204和无线通信探头203电性
连接。

[0040] 本实施方式中，太阳能板204用于为小型信号探测器提供能源，将太阳能转换为电能储备在电源和备用电池组104中。

[0041] 在具体实施时，太阳能板204位于主体2上表面，将吸取的太阳能转换为电能储存至电源和备用电池组104中，电源和备用电池组104为小型信号探测器提供动力，并且当阳
光不足或到夜晚的时候，备用电池组可以为小型信号探测器提供能源，保证设备可以持续
运行。

[0042] 参考附图8，本发明提出一种基于无线通信网络的定位方法，应用于基于无线通信网络的定位系统，包括以下步骤：

[0043] 步骤1:用户设备向无线通信网络中发送的信号；

[0044] 步骤2：通过用户设备周围的小型信号探测器在各自无线通讯网络覆盖范围内接收来自用户设备的无线通信信号；

[0045] 步骤3：小型信号探测器把接收到的信号强度信息发送至信号塔，以供信号塔3对所述信号强度信息进行处理分析，以得到所述用户设备位于所述小型信号探测器的距离范
围；

[0046] 步骤4：根据若干个小型信号探测器的位置以及接收的信号强度进行计算，算出用户设备的坐标。

[0047] 以上步骤中，首先接收无线通信信号的是小型信号探测器中的无线通信探头203，每个小型信号探测器上都固定连接有四个探测臂202，其上有若干无线通信探头203，小型
信号探测器呈圆周状往外覆盖通信网络，并且小型信号探测器围绕信号塔3呈阵列排序，使
得无线通信网络范围内的用户设备周围都有最起码两个小型信号探测器接收用户设备的
信号强度，根据小型信号探测器接收到的无线通信信号强度，对应不同信号强度与距离的
关系计算出用户设备到小型信号探测器的距离，小型信号探测器将计算好的距离信息发送
至信号塔3，信号塔3接收到小型信号探测器发送过来的距离信息，并且信号塔3内部的数据
库4中有预存的小型信号探测器的坐标信息，数据库4对接收的各个小型信号探测器发送的
距离信息进行汇总处理，根据小型信号探测器接收的信号强度计算出的距离圆周路径，并
对附近多个小型信号探测器计算的距离圆周路径进行交叉计算，同时根据各个小型信号探
测器的坐标就可以综合计算出用户设备的具体定位坐标。

[0048] 当然，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。