一种手机定位方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种手机定位方法与系统，通过建立无线设备，获取现网小区的功率、频点及位置区等信息并修改该无线设备的相关信息，诱导目标手机进行位置更新，获取目标手机的国际用户识别码及国际移动设备识别号，对目标手机进行跟踪监测。控制中心的服务器可通过三个不同无线设备的位置信息和无线设备上报的信号强度信息，运用三角定位法对目标手机进行定位，同时可用同样的方式获取监测手机的位置信息，由服务器进行运算后将目标手机的位置、速度和与侦查者的距离信息通过无线设备发送到监测手机。本方案实现了在无需目标手机持有者知晓和运营商的配合的情况下，对目标手机进行追踪和定位的功能，同时也可实现室内目标手机的精确定位。
【专利说明】一种手机定位方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种手机定位方法及系统，特别是一种不依赖于通信运营商网络的手机定位方法与系统。
【背景技术】
[0002]GSM数字移动通信系统是当前应用最为广泛的移动电话标准，全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。而我国GSM用户数量超过了全球人数的四分之一，在未来的很长一段时间，GSM网络在我国不会被淘汰。
[0003]手机追踪定位系统最主要的意义是帮助快速有效获取手机SIM卡国际识别号和手机终端唯一识别码，同时建立自己的大型数据库，为案件中对犯罪嫌疑人的追踪定位和手机防盗中对失窃手机的追踪定位提供可靠的帮助。
[0004]在GSM运营网络中，有两个重要参数来标识全球的移动用户，即国际用户识别码(IMSI)和国际移动设备识别号(MEI)。IMSI号在用户开户时由运营商分配，并储存在用户终端设备(手机)的SIM卡和系统的数据库中，不可更改。MEI由设备制造商写入设备(手机)中，通常情况下不可更改。
[0005]原有技术定位手机有三种定位原理，一种是GPS定位,一种是基站定位，以及两者结合的A-GPS定位。GPS定位是指手机接收GPS卫星发出信息来获得坐标经纬度确定地理位置的一种功能。GPS技术具有高精度的特点，误差值大概在5米?10米之间，要求手机内装有GPS芯片，并且需要手机主动发送定位请求。虽然目前有的手机出厂时可能自带GPS芯片，但是目前使用的大部分的手机是没有的。其定位功能也只有在手机持有者主动请求下才能进行定位。也就是说，一般没有办法在别人不知情的情况下知道别人的手机的位置信息。基站定位是指手机发射基站根据与手机的距离来计算手机坐标地理位置的一种功能，基站定位信号较强，其误码差值大概在100米?500米之间，但依赖于基站密度。目前另一种依靠现有运营商的基站进行定位的方法，同过计算手机与三个不同位置的基站之间数据反馈时间计算与基站的距离，并通过基站的物理位置计算手机的空间位置的方法，即三角定位法。这一方法则需要运营商实时数据库的支持，无法满足案件侦查的主动性和实时性，或者是采用google的数据，在功能手机上实现的定位功能(内置基站位置信息，然后查询。这需要购买第三方的数据库，并且由于运营商的网络优化，数据会变得不准确)。A-GPS是一种结合了网络基站信息和GPS信息进行定位的功能，定位手机首先采用基站定位，计算该定位手机的大概位置，然后根据该位置相关的GPS辅助信息(包含GPS的星历和方位俯仰角等)，搜索GPS卫星，切换到GPS定位，一般在10秒内，就可以快速地搜星及GPS定位。
[0006]综上所述，虽然目前的定位技术发展的很快，定位精度也比较准确，但最关键的是，都无法在对方不知情的情况下对目标手机进行追踪定位，同时室内定位也是目前手机定位中一个比较困难的问题。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种不依赖于通信运营商网络的手机定位方法与系统，该方法通过建立无线设备，获取现网小区的功率、频点、色码和位置区信息并修改该无线设备的相关信息，诱导目标手机进行位置更新，从中获取目标手机的IMSI/MEI码，对目标手机进行跟踪监测。
[0008]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0009]本发明通过建立无线设备，获取现网小区的功率、频点、色码和位置区信息并修改该无线设备的相关信息，诱导目标手机进行位置更新，从中获取目标手机的IMSI/MEI码，对目标手机进行跟踪监测。确定目标时控制中心的服务器可通过三个不同无线设备的位置信息和无线设备上报的目标手机上报的测量报告中的三个无线设备发出的信号强度信息，运用三角定位法对目标手机进行定位，同时可用同样的方式获取侦查者手机终端的位置信息，由服务器进行运算后将目标手机的位置、速度和与侦查者的距离及方向信息通过无线设备以短信的方式发送到侦查者的手机。侦查者通过不断获取这些信息可以对犯罪嫌疑人进行比较精确的定位和追捕。并且由于无线设备的简单灵活及可移动性，可以克服传统定位中比较难以实现的室内定位问题。
[0010]具体来说，本发明提供的方案如下:
[0011]一种手机定位方法，包括以下步骤:
[0012]步骤一:设置无线设备:无线设备首先侦查当前目标区域基站的载频信息，将自身的频点更改为捕获到的现网频点，并使用与现网RXLEV_MIN，CRO等参数不同的系统配置，并修改系统参数消息中的注册周期为较小的值，加大无线设备的发射功率，从而迅速使无线设备覆盖范围内的处于空闲状态的手机重选到或切换到无线设备网络内；
[0013]步骤二:在诱导手机进行重选到或切换到无线设备网络内的过程中，向手机发出IMSI/IMEI请求消息，从中捕获该手机的MSI/MEI信息；
[0014]步骤三:判断是否定位目标手机:通过数据库中的历史数据信息判断是否应该对该手机用户进行更加准确的跟踪定位，如果该用户是不需要进一步追踪(称为白名单)的用户，则拒绝该手机用户的接入，同时将该手机用户到达该无线设备的时间、无线设备的位置信息录入数据库中，而该手机仍在现网中正常工作，用户基本不会感到异常；但如果由数据库中数据判断该手机为失窃手机或存在其他不良记录情况(统称黑名单)，需要定位跟踪时，则允许该用户接入无线设备，并且发出警报提醒监测者目标手机已进入该无线设备工作区域；
[0015]步骤四:一旦系统发出警报，则根据目标手机所接入的无线设备的位置信息，在该无线设备(无线设备I)工作范围内增设两个可移动的无线设备2、3(三个无线设备为邻区关系)；系统在目标手机上报给无线设备的周期性测量报告信息中，读取三个无线设备的信号强度信息，换算成相应的距离，再加上三个无线设备的位置信息，通过三角定位法算出目标手机的位置，并将这一位置信息存储在系统数据库中。
[0016]进一步，在步骤四中，为了实现更加精确的定点定位，还可以增设一个监测手机；监测手机同样接入这三个无线设备中的任意一个，系统以同样的方式计算出监测手机的位置，并计算出每一个测量周期中目标手机的运动速度、与监测手机的相对距离和方向信息；系统通过控制无线设备，向监测手机以短消息的方式发送关于目标手机的位置、运动速度及相对位置和方向信息；这一定位过程可以通过移动增设的两个无线设备来缩小三个无线设备的距离的方法增加定位精度；当范围减小到一定程度时可以通过无线设备对目标手机发出呼叫来确认目标手机的位置。
[0017]一种手机定位系统，包括无线设备、系统控制中心、监测手机和数据库；通过无线设备获取现网小区的功率、频点、色码和位置区信息并修改该无线设备的相关信息，诱导目标手机进行位置更新，从中获取目标手机的IMSI/MEI码，对目标手机进行跟踪监测；确定目标手机时，系统控制中心通过三个不同的无线设备的位置信息和无线设备上报的目标手机上报的测量报告中的三个无线设备发出的信号强度信息，运用三角定位法对目标手机进行定位，同时可用同样的方式获取侦查者的监测手机的位置信息，进行运算后将目标手机的位置、速度和与侦查者的距离及方向信息通过无线设备以短信的方式发送到侦查者的手机，并将这一位置信息存储在系统数据库中。
[0018]本发明的有益效果在于:本发明所述的手机定位方法和系统，实现了在无需目标手机持有者知晓和运营商的配合的情况下，对目标手机进行追踪和定位的功能，同时也可实现室内目标手机的精确定位。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
[0020]图1为本发明所述方法的流程示意图；
[0021]图2为系统判别过程示意图；
[0022]图3为三角定位算法示意图；
[0023]图4为追踪定位过程示意图；
[0024]图5为无线设备诱导手机接入及MSI/MEI获取过程。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0026]图1为本发明所述方法的流程示意图，如图所示:
[0027]在设置无线设备过程中，系统首先侦查当前目标区域基站的载频信息，将自身系统(无线设备)的频点更改为捕获到的现网频点，并使用与现网RXLEV_MIN，CRO等参数不同的系统配置，并修改系统参数消息中的T3212(注册周期)为较小的值，加大自身系统(无线设备)的发射功率，可迅速使覆盖范围内的处于空闲状态的终端重选到或切换到系统(无线设备)网络内。
[0028]在诱导手机进行位置更新的过程中，向手机发出MSI/MEI请求消息，从中捕获该手机的MSI/MEI信息。
[0029]获取信息后，并不是马上使所有现网小区的手机都接入，而是通过数据库中的历史数据信息判断是否应该对该手机用户进行更加准确的跟踪定位，如果该用户是不需要进一步追踪(称为白名单)的用户，则拒绝该手机用户的接入，同时将该手机用户到达该无线设备的时间、无线设备的位置信息录入数据库中，而该手机仍在现网中正常工作，用户基本不会感到异常。但如果由数据库中数据判断该手机为失窃手机或存在其他不良记录情况(统称黑名单)，需要定位跟踪时，则允许该用户接入无线设备，并且系统发出警报提醒监测者，目标手机进入该无线设备工作区域。其判别过程如图2所示。
[0030]一旦系统发出警报，则根据目标手机所接入的无线设备的位置信息，在该无线设备(无线设备I)工作范围内增设两个可移动的无线设备2、3(三个无线设备为邻区关系)。系统在目标手机上报给无线设备的周期性测量报告信息中，读取三个无线设备的信号强度信息，换算成相应的距离，再加上三个无线设备的位置信息，通过三角定位法(如图3所示)即可算出目标手机的位置。这一位置信息会存储在系统数据库中。
[0031]此外，为了实现更加精确的定点定位，需要增设一个监测手机。监测手机同样接入这三个无线设备中的任意一个，系统以同样的方式计算出监测手机的位置，并计算出每一个测量周期中目标手机的运动速度、与监测手机的相对距离和方向信息。系统通过控制无线设备，向监测手机以短消息的方式发送关于目标手机的位置、运动速度及相对位置和方向信息。这一定位过程可以通过移动无线设备2、3来缩小三个无线设备的距离的方法增加定位精度。当范围减小到一定程度时可以通过无线设备对目标手机发出呼叫来确认目标手机。图4为追踪定位过程示意图，在图中，目标手机和监测手机均可能在三个无线设备间发生切换，而不是固定连接在某一个无线设备工作区域中。
[0032]在本实施例中，为了尽量减少对现网频点的影响，本方案中的无线设备2、3在定位追踪警报发出前是不工作的，一旦警报发出，就增设可移动的无线设备2、3 (将无线设备
2、3设置在可移动的物体内)，并在工作过程中通过移动无线设备2、3，减小三个无线设备之间的距离来增加定位精度。而原来的无线设备I可以为固定的也可以是可移动的，但必须始终处于工作状态。
[0033]实施例:
[0034]在某一人口频繁流动的高速或国道、省道出入口、机场、火车站等地布放无线设备定位系统:
[0035]无线设备的建立:软件平台可采用基于Unix操作系统的OpenBTS应用程序，其使用软件无线电为支持2G标准的GSM手持设备提供了一个GSM空中接口，并使用SIP软交换或PBX实现语音通话。主要硬件设备:USRP (Universal Software Rad1 Peripheral,通用软件无线电外设)。在本实施例中，采用USRPN210来接收和发送无线信号。
[0036]利用无线设备搜索现网邻小区的频点、基站色码、信号强度等信息，再修改无线设备的频点为现网邻区中信号强度最弱的信号频点，设置无线设备的功率为较大值并修改基站色码和位置区信息，使得手机误以为是现网属于不同位置区的邻小区而自动接入无线设备并触发位置更新。在手机发生位置更新的过程中，无线设备通过发送MSI/MEI请求，获得手机的MSI/MEI号码，将位置更新的时间、位置信息以及MSI/MEI对应地存储在数据库中。无线设备诱导手机接入及IMSI/MEI获取过程如图5所示。
[0037]当该手机的MSI/MEI在黑名单中时，无线设备允许该目标手机接入该工作区域，并且系统发出警报提醒监测者。监测者立即增设两个可移动的无线设备，并迅速移动至目标手机所接入的无线设备的工作区域。而监测者使用的监测手机同样也接入三个无线设备中的一个。因为监测手机会不断移动，所以可能会在三个无线设备中发生切换，而不是固定接在某一个无线设备中。目标手机与监测手机以同样的周期向他们所接入的无线设备上报周围小区的测量报告，系统从中提取出三个无线设备的信号强度测量报告，通过无线电传播路径损耗理论公式，将RSSI值转化成相对应的距离，再通过三角定位法计算出目标手机和监测手机的位置，将一个周期内目标手机的位置变化转换成目标手机的移动速度和方向信息，通过无线设备以短信的方式发送给监测手机。
[0038]在跟踪定位过程中，因为定位精度与基站的密度相关，所以会适当地移动两个可移动的基站，使得定位精度提闻。同时，监测手机持有者根据监测手机获得的关于目标手机的信息向目标手机移动，对目标手机进行更小范围的定位。当监测手机与目标手机的距离减小到一定的值之后，可由监测手机向系统发出信号，系统收到信号之后，就使目标手机所接入的无线设备向目标手机发出呼叫。呼叫发生时，监测者就可以对目标手机做出最终判另IJ。该定位过程结束后，两个临时增加的可移动的无线设备回到休眠状态，而过程中目标手机的位置等信息则已被存储在数据库中。
[0039]最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
【权利要求】
1.一种手机定位方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一:设置无线设备:无线设备首先侦查当前目标区域基站的载频信息，将自身的频点更改为捕获到的现网频点，并使用与现网RXLEV_MIN，CRO等参数不同的系统配置，并修改系统参数消息中的注册周期为较小的值，加大无线设备的发射功率，从而迅速使无线设备覆盖范围内的处于空闲状态的手机重选到或切换到无线设备网络内； 步骤二:在诱导手机进行重选到或切换到无线设备网络内的过程中，向手机发出IMSI (国际用户识别码)/MEI (国际移动设备识别号)请求消息，从中捕获该手机的IMSI/IMEI信息； 步骤三:判断是否定位目标手机:通过数据库中的历史数据信息判断是否应该对该手机用户进行更加准确的跟踪定位，如果该用户是不需要进一步追踪的用户，则拒绝该手机用户的接入，同时将该手机用户到达该无线设备的时间、无线设备的位置信息录入数据库中，而该手机仍在现网中正常工作，用户基本不会感到异常；但如果由数据库中数据判断该手机为失窃手机或存在其他不良记录情况，需要定位跟踪时，则允许该用户接入无线设备，并且发出警报提醒监测者目标手机已进入该无线设备工作区域； 步骤四:一旦系统发出警报，则根据目标手机所接入的无线设备的位置信息，在该无线设备工作范围内增设两个可移动的无线设备；系统在目标手机上报给无线设备的周期性测量报告信息中，读取三个无线设备的信号强度信息，换算成相应的距离，再加上三个无线设备的位置信息，通过三角定位法算出目标手机的位置，并将这一位置信息存储在系统数据库中。
2.根据权利要求1所述的一种手机定位方法，其特征在于:在步骤四中，为了实现更加精确的定点定位，还可以增设一个监测手机；监测手机同样接入这三个无线设备中的任意一个，系统以同样的方式计算出监测手机的位置，并计算出每一个测量周期中目标手机的运动速度、与监测手机的相对距离和方向信息；系统通过控制无线设备，向监测手机以短消息的方式发送关于目标手机的位置、运动速度及相对位置和方向信息；这一定位过程可以通过移动增设的两个无线设备来缩小三个无线设备的距离的方法增加定位精度；当范围减小到一定程度时可以通过无线设备对目标手机发出呼叫来确认目标手机的位置。
3.—种手机定位系统，其特征在于:包括无线设备、系统控制中心、监测手机和数据库；通过无线设备获取现网小区的功率、频点、色码和位置区信息并修改该无线设备的相关信息，诱导目标手机进行位置更新，从中获取目标手机的IMSI/MEI码，对目标手机进行跟踪监测；确定目标手机时，系统控制中心通过三个不同的无线设备的位置信息和无线设备上报的目标手机上报的测量报告中的三个无线设备发出的信号强度信息，运用三角定位法对目标手机进行定位，同时可用同样的方式获取侦查者的监测手机的位置信息，进行运算后将目标手机的位置、速度和与侦查者的距离信息通过无线设备以短信的方式发送到侦查者的手机，并将这一位置信息存储在系统数据库中。
【文档编号】H04W64/00GK104202819SQ201410513435
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】贾云健, 黄丹华, 张新征 申请人:重庆大学