一种室内定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种室内定位方法及装置，应用于定位技术领域，所述方法包括：根据三维定位基准网络中M个蜂窝网基站的同步发射信号到达定位端的时间和M个蜂窝网基站的实际位置坐标，通过几何解算定位方法确定所述定位端在预先建立的虚拟网格中的第一虚拟坐标，其中，M为大于或等于4的整数；通过插值方法确定所述第一虚拟坐标在所述虚拟网格中对应的第二虚拟坐标，根据所述第二虚拟坐标和预先建立的虚拟网格和基准网格的位置对应关系确定所述定位端的实际位置坐标。本发明专利技术实施例解决了室内复杂环境下，如何对多径误差进行处理以得到更高精度的定位结果的问题。与现有的室内定位方法相比，本发明专利技术实施例具有较好的环境普适性和系统鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种室内定位方法及装置
本专利技术涉及定位
，特别是涉及一种室内定位方法及装置。
技术介绍
随着无线网络的快速发展，人们对基于定位的位置服务需求越来越多。GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)、北斗、GLONASS(俄语的全球卫星导航系统)、Galileo(欧洲的伽利略卫星定位系统)等卫星导航系统能够为我们提供全天候的室外定位服务。在室内环境中，由于建筑物等遮挡造成GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统)卫星信号大幅度衰减，无法满足室内位置服务的需求。而TC-OFDM(Time&CodeDivision-OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，基于时分的CDMA-OFDM叠加信号体制)是一种基于移动广播网、通信网和北斗导航系统相融合的定位新方法，可结合城市环境下存在多种可利用的泛在无线信号，提供在室内环境下满足位置服务的信号。但是，室内环境的复杂性会给TC-OFDM信号的传输带来较大的影响，其中，影响最大的是室内空间的狭小导致的TC-OFDM信号多径传播，解决多径效应是实现室内精确定位的关键。目前解决多径效应对室内定位结果影响的方法包括：对室内多径传播模型和多径分布进行估计，从而得到待定位点的多径误差并采取相应的算法进行误差补偿或消除。基于多径参数估计与补偿的技术主要分为对多径信道传播模型参数的估计和对多径误差的补偿两方面。其中，对多径信道参数的估计技术包括：经典模型估计法，如S-V(Saleh-Valenzuela)模型、随机抽头延迟线信道模型、IEEE802.15.3a模型等；确定性模型估计法，如Maxwell方程求解法、射线追踪法等；随机分析法，如基于试验测量的冲击响应法、基于随机分析理论的布朗桥模型法；概率性方法，典型的是基于递归贝叶斯滤波的信道冲激响应估计法等；统计模型法，基于TOA(timeofarrival，到达时间)特征和AOA(angleofarrival，到达角度)特征统计的多径参数估计法等。对于多径误差进行抑制和补偿技术主要包括：基于信道冲激响应估计的多径误差修正技术；基于多信号分类估计多径TOA的补偿技术；基于延迟叠加波束成形的多径抑制技术；多径误差剔除技术等。然而，对于多径参数的估计大多数依赖于确定性模型或者经典模型，普适性较差，难以满足TC-OFDM广域室内定位的需求。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种室内定位方法及装置，以提高环境的普适性。具体技术方案如下：本专利技术实施例公开了一种室内定位方法，包括：根据三维定位基准网络中M个蜂窝网基站的同步发射信号到达定位端的时间和所述M个蜂窝网基站的实际位置坐标，通过几何解算定位方法确定所述定位端在预先建立的虚拟网格中的第一虚拟坐标，其中，M为大于或等于4的整数；通过插值方法确定所述第一虚拟坐标在所述虚拟网格中对应的第二虚拟坐标，根据所述第二虚拟坐标和预先建立的虚拟网格和基准网格的位置对应关系确定所述定位端的实际位置坐标。可选的，位于所述根据三维定位基准网络中M个蜂窝网基站的同步发射信号到达定位端的时间和所述M个蜂窝网基站的实际位置坐标，之前，所述方法还包括：根据定位精度需求，确定所述基准网格的网格大小；根据所述网格大小和三维定位基准网络中蜂窝网基站的实际位置坐标，建立三维定位基准网络对应的基准网格；确定位于所述基准网格的每一个接收端的虚拟位置坐标，得到虚拟网格，建立所述虚拟网格和所述基准网格的位置对应关系。可选的，所述根据所述网格大小和三维定位基准网络中蜂窝网基站的实际位置坐标，建立三维定位基准网络对应的基准网格的步骤，包括：根据所述网格大小，确定形成所述三维定位基准网络的蜂窝网基站的水平方向坐标和垂直方向坐标，建立所述基准网格。可选的，所述确定位于所述基准网格的每一个接收端的虚拟位置坐标，得到虚拟网格的步骤，包括：获取所述三维定位基准网络中N个蜂窝网基站的同步发射信号到达所述每一个接收端的接收时间，其中，N为大于或等于4的整数；根据所述接收时间和所述N个蜂窝网基站的实际位置坐标，通过所述几何解算定位方法确定所述每一个接收端的虚拟位置坐标；根据所述每一个接收端的虚拟位置坐标，建立虚拟网格。可选的，所述建立所述虚拟网格和所述基准网格的位置对应关系的步骤，包括：根据位于所述基准网格的同一接收端的实际位置坐标和虚拟位置坐标的对应关系，形成所述虚拟网格和所述基准网格的位置对应关系。本专利技术实施例还公开了一种室内定位装置，包括：虚拟位置确定模块，用于根据三维定位基准网络中M个蜂窝网基站的同步发射信号到达定位端的时间和所述M个蜂窝网基站的实际位置坐标，通过几何解算定位方法确定所述定位端在预先建立的虚拟网格中的第一虚拟坐标，其中，M为大于或等于4的整数；实际位置确定模块，用于通过插值方法确定所述第一虚拟坐标在所述虚拟网格中对应的第二虚拟坐标，根据所述第二虚拟坐标和预先建立的虚拟网格和基准网格的位置对应关系确定所述定位端的实际位置坐标。可选的，本专利技术实施例的室内定位装置，还包括：网格大小确定模块，用于根据定位精度需求，确定所述基准网格的网格大小；基准网格建立模块，用于根据所述网格大小和三维定位基准网络中蜂窝网基站的实际位置坐标，建立三维定位基准网络对应的基准网格；位置对应关系建立模块，用于确定位于所述基准网格的每一个接收端的虚拟位置坐标，得到虚拟网格，建立所述虚拟网格和所述基准网格的位置对应关系。可选的，所述基准网格建立模块具体用于，根据所述网格大小，确定形成所述三维定位基准网络的蜂窝网基站的水平方向坐标和垂直方向坐标，建立所述基准网格。可选的，所述位置对应关系建立模块，包括：接收时间获取子模块，用于获取所述三维定位基准网络中N个蜂窝网基站的同步发射信号到达所述每一个接收端的接收时间，其中，N为大于或等于4的整数；虚拟位置坐标确定子模块，用于根据所述接收时间和所述N个蜂窝网基站的实际位置坐标，通过所述几何解算定位方法确定所述每一个接收端的虚拟位置坐标；虚拟网格建立子模块，用于根据所述每一个接收端的虚拟位置坐标，建立虚拟网格。可选的，所述位置对应关系建立模块，还包括：对应关系子模块，用于根据位于所述基准网格的同一接收端的实际位置坐标和虚拟位置坐标的对应关系，形成所述虚拟网格和所述基准网格的位置对应关系。本专利技术实施例的室内定位方法及装置，根据三维定位基准网络中M个蜂窝网基站的同步发射信号到达定位端的时间和M个蜂窝网基站的实际位置坐标，通过几何解算定位方法确定定位端在预先建立的虚拟网格中的第一虚拟坐标；通过插值方法确定第一虚拟坐标在虚拟网格中对应的第二虚拟坐标，根据第二虚拟坐标和预先建立的虚拟网格和基准网格的位置对应关系确定定位端的实际位置坐标。本专利技术实施例可适用于更多的场景，具有更好的环境普适性和系统鲁棒性，可满足TC-OFDM对广域室内定位的需求。当然，实施本专利技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室内定位方法，其特征在于，包括：根据三维定位基准网络中M个蜂窝网基站的同步发射信号到达定位端的时间和所述M个蜂窝网基站的实际位置坐标，通过几何解算定位方法确定所述定位端在预先建立的虚拟网格中的第一虚拟坐标，其中，M为大于或等于4的整数；通过插值方法确定所述第一虚拟坐标在所述虚拟网格中对应的第二虚拟坐标，根据所述第二虚拟坐标和预先建立的虚拟网格和基准网格的位置对应关系确定所述定位端的实际位置坐标。

【技术特征摘要】
1.一种室内定位方法，其特征在于，包括：根据三维定位基准网络中M个蜂窝网基站的同步发射信号到达定位端的时间和所述M个蜂窝网基站的实际位置坐标，通过几何解算定位方法确定所述定位端在预先建立的虚拟网格中的第一虚拟坐标，其中，M为大于或等于4的整数；通过插值方法确定所述第一虚拟坐标在所述虚拟网格中对应的第二虚拟坐标，根据所述第二虚拟坐标和预先建立的虚拟网格和基准网格的位置对应关系确定所述定位端的实际位置坐标。2.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，位于所述根据三维定位基准网络中M个蜂窝网基站的同步发射信号到达定位端的时间和所述M个蜂窝网基站的实际位置坐标，之前，所述方法还包括：根据定位精度需求，确定所述基准网格的网格大小；根据所述网格大小和三维定位基准网络中蜂窝网基站的实际位置坐标，建立三维定位基准网络对应的基准网格；确定位于所述基准网格的每一个接收端的虚拟位置坐标，得到虚拟网格，建立所述虚拟网格和所述基准网格的位置对应关系。3.根据权利要求2所述的室内定位方法，其特征在于，所述根据所述网格大小和三维定位基准网络中蜂窝网基站的实际位置坐标，建立三维定位基准网络对应的基准网格的步骤，包括：根据所述网格大小，确定形成所述三维定位基准网络的蜂窝网基站的水平方向坐标和垂直方向坐标，建立所述基准网格。4.根据权利要求2所述的室内定位方法，其特征在于，所述确定位于所述基准网格的每一个接收端的虚拟位置坐标，得到虚拟网格的步骤，包括：获取所述三维定位基准网络中N个蜂窝网基站的同步发射信号到达所述每一个接收端的接收时间，其中，N为大于或等于4的整数；根据所述接收时间和所述N个蜂窝网基站的实际位置坐标，通过所述几何解算定位方法确定所述每一个接收端的虚拟位置坐标；根据所述每一个接收端的虚拟位置坐标，建立虚拟网格。5.根据权利要求2所述的室内定位方法，其特征在于，所述建立所述虚拟网格和所述基准网格的位置对应关系的步骤，包括：根据位于所述基准网格的同一接收端的实际位置坐标和虚拟位置坐标的对应关系，形成所述虚...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓中亮，莫君，贾步云，付潇，胡恩文，边新梅，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11