第二章 文獻探討
第三節 衛星與基地台混合定位
GPSone 為高通公司所開發的混合定位方案，基本運作原理是由 CDMA 地面網路定位 及 GPS 定位兩定位技術互補覆蓋率來增加定位精準度以及定位範圍的技術。地面定位技 術計算有上行連結及下行連結，上行連結為行動裝置傳送給基地台的導頻訊號相位，下 行連結為基地站傳送給行動裝置的訊號到達時間。CDMA 地面定位通常採用 AOA( Angle of Arrival)、TOA( Time of Arrival )、TDOA(Time Difference of Arrival)三種技術。
能夠使行動裝置被實施定位服務，有以下四項要求:(1)要有 TOA 測量值；(2)至少需要 三個來源點才能做三角測量，並獲得三個來源點的 TOA 測量值；(3)訊號強度高；(4)無 障礙物阻擋（即是可直視環境）。
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一、衛星定位
文獻[9]表示，GPSone 的衛星定位公式如同一般衛星定位公式(式子 2-12)
= c‧(ti-△t) (2-12) ρi為第i 個衛星到接收器之偽距計算值，(xi , yi , zi)為可視衛星之座標，(x , y , z)為 欲求出解的接收器之座標，c 為傳播速度(2x108m ～3x108m/sec)，ti為第 i 個衛星到接 收器之間的傳播時間，Δt 為修正衛星之時鐘差，亦即衛星時鐘與接收器時鐘之間的差 異值。
二、RTD(Round Trip Delay)往返延遲時間
CDMA 系統中，基地台的上行連結導頻訊號時間是與 GPS 衛星時鐘同步的。行動裝置 上的參考時間是由行動裝置上的天線所檢測並進行調整過的時間，而這個參考時間是用 來計算下行連結傳送訊號的時間。若上下行連結傳輸特性一樣，行動裝置傳送訊號給基 地台的時間為τ，則此訊號從行動裝置到基地台再從基地台回到行動裝置的時間為 2τ，
我們可以得知，基地站到移動台的真實距離乘以二的話，就是該訊號往返時間所算出的 距離(如圖 10)[2]。
圖 10 RTD 計算方式
三、只有三顆可視衛星的情況
上述已有解說，在行動裝置從基地站獲得 CDMA 訊號，得知了基地站的時鐘並生成
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行動裝置的參考時間。以圖 11 為例[2]，行動裝置的參考時間與基地台時鐘之間的差值 為行動裝置與基地台之間的傳輸時間τ，而此傳輸時間τ=RTD/2，這項估計值可用來修 正參考時間與 GPS 時鐘的時鐘差，將修正過的時鐘來計算 GPS 偽距，以此方式，便可只 使用三顆衛星就可實施定位。
圖 11 只有三顆可視衛星
四、只有兩顆可視衛星的情況
在此一情形需採用兩個地面基地台來補足衛星之缺失，另外使用 RTD 修正時鐘差，
也可用來測量基地台與行動裝置的距離，R=cτ，c 為傳播速度(2x108m ～3x108m/sec)，
圖 12 所示。
圖 12 只有兩顆可視衛星
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五、只有一顆可視衛星的情況
此情況下需要從地面蜂窩網路中拿取三個輔助的測量值，此輔助的測量值可以是第 二個基地台的 RTD 或是上行連結的導頻相位差(如圖 13)[2]，為了減少多路徑干擾因素，
基地站會取最快到達的導頻訊號為參考導頻。
圖 13 只有一顆可視衛星
本學位論文會針對在第三章描述目前定位所遇到之問題，並修改文獻探討中的方法，
進行定位誤差值的改善。
4-3-2 A-GPS (Assisted GPS) 一、定位原理
AGPS 系統為一行動定位技術。做為定位端的手機必須裝備 GPS 接收器，若手機位 於某一基地台的定位細胞範圍內，手機可偵測到基地台訊號，而 A-GPS 伺服器與基地台 相連，由於基地台位置是固定且已知的，便可得知基地台的準確座標，因此可利用此基 地台進行定位，加上偵測到天上衛星的 GPS 訊號令觀測值增加(如圖 14)，便可達到提升 精準度的效果。
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圖 14 A-GPS 定位技術(摘自 www.navigadget.com)
二、行動定位系統
除了 GPS 可以提供定位服務外，手機在基地台的定位細胞範圍內也可以進行定位服 務，以下為常用的行動定位技術：
AOA(Angle of Arrival)：利用方向性天線(Directional antenna)及天線陣列(Antenna array)來得知行動裝置訊號到基地台的傳送方向來判斷手機的位置。
CI/CSI(Cell-ID/Cell-Sector Identification)：利用行動裝置所處的基地台細胞位置 與行動裝置細胞識別碼來進行定位，精準度會隨著周遭行動裝置連線基地台的數量而有 所改變。
TOA/TDOA(Time of Arrival/Time Difference of Arrival)：利用三個以上的基地台與 手機之間的訊號傳播延遲時間來計算彼此的距離，以此距離來判斷手機的位置。
EOTD(Enhanced Observed Time Difference)：採用三角定位，綜合了 CSI 與 TOA 技術 來提供定位服務。
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