一种基于地理指纹的定位方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种基于地理指纹的定位方法与装置，该方法包括根据待定位信宿的预设位置和预设的离线地理指纹数据库，进行在线信宿位置估计，确定在线信宿位置，利用第二数量个地理指纹确定目标波束，根据目标波束确定所述待定位信宿的位置区域，利用在线信宿位置和待定位信宿的位置区域，定位所述待定位信宿的位置。本发明专利技术实施例提供的方案利用相对角度和信号强度两方面的特征作为地理指纹，提升了定位的准确性。

A location method and device based on geographic fingerprint

The embodiment of the invention provides a method and apparatus for positioning geographical fingerprint based the method includes positioning according to the destination of the preset geographic position and preset off-line fingerprint database, online destination location estimation, determine the destination online position, using the second number and fingerprint to determine the target beam, beam is determined according to the location of area target the location of the sink, the sink location and the use of online location area to be located the sink, the sink location location location. The scheme provided by the embodiment of the invention makes use of the features of two aspects of relative angle and signal intensity as a geographical fingerprint, and improves the accuracy of positioning.

【技术实现步骤摘要】
一种基于地理指纹的定位方法与装置
本专利技术涉及无线通信
，特别是涉及一种基于地理指纹定位的方法与装置。
技术介绍
在不同地理环境中，信道的多径特征均不相同。某一位置的终端发射出的无线信号在传播过程中经反射、折射、散射后，生成与传播环境相关且独特的多径信号，这些多径特征被认为是这一位置的“地理指纹”。与基于测距、基于测角的定位方法相比，基于地理指纹的定位方法不依赖直射径进行定位。它结合接收信号特征、信道估计结果和地理环境信息等，可以完成较高精度的信宿定位。目前，现有技术提出了一种基于地理指纹的定位方法，该方法是在无线WIFI信道环境下，将预设目标信宿实测得到的信号强度作为地理指纹与预先储存在指纹数据库中的地理指纹进行比较，将差值最小的地理指纹对应采样点的位置作为最终目标信宿位置，其中，所述指纹数据库中的地理指纹是在预设采样点测得的信号强度。但是该方法仅依靠信号强度作为地理指纹进行定位的，由于WIFI的方向性不足，且低频资源有限，因此该方法定位准确性较差。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于地理指纹定位的方法与装置，以在毫米波信道环境下，提升定位的准确性。具体技术方案如下：一种基于地理指纹的定位方法，所述方法包括：根据待定位信宿的预设位置和预设的离线地理指纹数据库，进行在线信宿位置估计，确定在线信宿位置，其中，所述离线地理指纹数据库是用于存储预设定位区域内接入点AP的地理指纹，一个AP的地理指纹包括：所述预设定位区域内每一参考点RP接收到该AP所发送信号的信号强度、该AP与所述预设位置之间的相对角度，所述相对角度为：该AP与所述预设位置的连线与垂直方向的夹角；利用第二数量个地理指纹确定目标波束，根据目标波束确定所述待定位信宿的位置区域，利用在线信宿位置和待定位信宿的位置区域，定位所述待定位信宿的位置，其中，所述目标波束为：所选择的地理指纹对应的每一AP按照该AP的目标角度在该AP对应的波束方向发射的波束，所述第二数量个地理指纹为从离线地理指纹数据库中选择的地理指纹。进一步地，所述相对角度为：利用波达方向定位技术DOA对所述预设位置进行相对角度的角度估计而得到的角度。进一步地，所述根据待定位信宿的预设位置和预设的离线地理指纹数据库，进行在线信宿位置估计，确定在线信宿位置，包括：获得处于所述预设位置的信宿在线接收所述预设定位区域内每个AP所发送信号的信号强度Ej，其中，j为所述预设定位区域内AP的序号；按照如下表达式计算所述预设定位区域内每一RP对应的信号强度Mi，其中，i为所述预设定位区域内RP的序号，Pij为预设离线地理指纹数据库中记录的第i个RP接收第j个AP所发送信号的信号强度；按照Mi的大小，对计算得到的Mi进行排序；从排序后的Mi中选择最小的第一数量K个Mi对应的RP的位置作为在线信宿位置。进一步地，所述利用第二数量个地理指纹确定目标波束，根据目标波束确定所述待定位信宿的位置区域，利用在线信宿位置和待定位信宿的位置区域，定位所述待定位信宿的位置，包括：从离线地理指纹数据库中选择第二数量个地理指纹；根据所选择地理指纹包含的相对角度，确定所选择的每一地理指纹对应的AP按照该AP的目标角度的初始角度发射波束的波束方向，其中，一个AP的目标角度的初始角度为：以该AP为顶点、该AP的地理指纹所包含相对角度的第一边作为中心线的预设角度，所述第一边为：垂直方向的边除外的边；根据目标波束确定所述待定位信宿的位置区域；判断DoA-RP与LF-RP是否存在共有的RP，其中，所述DoA-RP为所述位置区域内的RP，所述LF-RP为在线信宿位置对应的RP；若为是，将共有的RP的位置按照预设权值进行加权计算，获得所述待定位信宿的位置；若为否，将所选择的地理指纹所对应AP的目标角度自加预设间隔值，并返回执行所述根据目标波束确定所述待定位信宿的位置区域的步骤。进一步地，所述根据目标波束确定所述待定位信宿的位置区域，包括：指示所选择的地理指纹对应的每一AP按照该AP的目标角度在该AP对应的波束方向发射波束；检测所选择的地理指纹对应的每一AP所发射波束交汇形成的公共区域；将所述公共区域确定为所述待定位信宿的位置区域。进一步地，所述根据目标波束确定所述待定位信宿的位置区域，包括：计算所选择的地理指纹对应的各个AP的目标角度在该AP对应的波束方向上交汇形成的公共区域；将所述公共区域确定为所述待定位信宿的位置区域。一种基于地理指纹的定位装置，所述装置包括：在线信宿位置确定模块，用于根据待定位信宿的预设位置和预设的离线地理指纹数据库，进行在线信宿位置估计，确定在线信宿位置，其中，所述离线地理指纹数据库是用于存储预设定位区域内接入点AP的地理指纹，一个AP的地理指纹包括：所述预设定位区域内每一参考点RP接收到该AP所发送信号的信号强度、该AP与所述预设位置之间的相对角度，所述相对角度为：该AP与所述预设位置的连线与垂直方向的夹角；待定位信宿位置确定模块，用于利用第二数量个地理指纹确定目标波束，根据目标波束确定所述待定位信宿的位置区域，利用在线信宿位置和待定位信宿的位置区域，定位所述待定位信宿的位置，其中，所述目标波束为：所选择的地理指纹对应的每一AP按照该AP的目标角度在该AP对应的波束方向发射的波束，所述第二数量个地理指纹为从离线地理指纹数据库中选择的地理指纹。进一步地，所述在线信宿位置确定模块包括：第一信号强度获得子模块，用于获得处于所述预设位置的信宿在线接收所述预设定位区域内每个AP所发送信号的信号强度Ej；其中，j为所述预设定位区域内AP的序号；第二信号强度获得子模块，用于按照如下表达式计算所述预设定位区域内每一RP对应的信号强度Mi，其中，i为所述预设定位区域内RP的序号，Pij为预设离线地理指纹数据库中记录的第i个RP接收第j个AP所发送信号的信号强度；排序子模块，用于按照Mi的大小，对计算得到的Mi进行排序；在线信宿位置获得子模块，用于从排序后的Mi中选择最小的第一数量K个Mi对应的RP的位置作为在线信宿位置。在本专利技术实施的又一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的一种基于地理指纹定位的方法。在本专利技术实施的又一方面，本专利技术实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的一种基于地理指纹定位的方法。本专利技术实施例提供的一种基于地理指纹定位的方法与装置，该方法可以根据待定位信宿的预设位置和预设的离线地理指纹数据库，进行在线信宿位置估计，确定在线信宿位置，利用第二数量个地理指纹确定目标波束，根据目标波束确定所述待定位信宿的位置区域，利用在线信宿位置和待定位信宿的位置区域，定位所述待定位信宿的位置。该方法在毫米波信道环境下，综合考虑了相对角度和信号强度两方面的特征作为地理指纹进行定位，提升了定位的准确性。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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于地理指纹的定位方法，其特征在于，所述方法包括：根据待定位信宿的预设位置和预设的离线地理指纹数据库，进行在线信宿位置估计，确定在线信宿位置，其中，所述离线地理指纹数据库是用于存储预设定位区域内接入点AP的地理指纹，一个AP的地理指纹包括：所述预设定位区域内每一参考点RP接收到该AP所发送信号的信号强度、该AP与所述预设位置之间的相对角度，所述相对角度为：该AP与所述预设位置的连线与垂直方向的夹角；利用第二数量个地理指纹确定目标波束，根据目标波束确定所述待定位信宿的位置区域，利用在线信宿位置和待定位信宿的位置区域，定位所述待定位信宿的位置，其中，所述目标波束为：所选择的地理指纹对应的每一AP按照该AP的目标角度在该AP对应的波束方向发射的波束，所述第二数量个地理指纹为从离线地理指纹数据库中选择的地理指纹。

【技术特征摘要】
1.一种基于地理指纹的定位方法，其特征在于，所述方法包括：根据待定位信宿的预设位置和预设的离线地理指纹数据库，进行在线信宿位置估计，确定在线信宿位置，其中，所述离线地理指纹数据库是用于存储预设定位区域内接入点AP的地理指纹，一个AP的地理指纹包括：所述预设定位区域内每一参考点RP接收到该AP所发送信号的信号强度、该AP与所述预设位置之间的相对角度，所述相对角度为：该AP与所述预设位置的连线与垂直方向的夹角；利用第二数量个地理指纹确定目标波束，根据目标波束确定所述待定位信宿的位置区域，利用在线信宿位置和待定位信宿的位置区域，定位所述待定位信宿的位置，其中，所述目标波束为：所选择的地理指纹对应的每一AP按照该AP的目标角度在该AP对应的波束方向发射的波束，所述第二数量个地理指纹为从离线地理指纹数据库中选择的地理指纹。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相对角度为：利用波达方向定位技术DOA对所述预设位置进行相对角度的角度估计而得到的角度。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据待定位信宿的预设位置和预设的离线地理指纹数据库，进行在线信宿位置估计，确定在线信宿位置，包括：获得处于所述预设位置的信宿在线接收所述预设定位区域内每个AP所发送信号的信号强度Ej，其中，j为所述预设定位区域内AP的序号；按照如下表达式计算所述预设定位区域内每一RP对应的信号强度Mi，其中，i为所述预设定位区域内RP的序号，Pij为预设离线地理指纹数据库中记录的第i个RP接收第j个AP所发送信号的信号强度；按照Mi的大小，对计算得到的Mi进行排序；从排序后的Mi中选择最小的第一数量K个Mi对应的RP的位置作为在线信宿位置。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述利用第二数量个地理指纹确定目标波束，根据目标波束确定所述待定位信宿的位置区域，利用在线信宿位置和待定位信宿的位置区域，定位所述待定位信宿的位置，包括：从离线地理指纹数据库中选择第二数量个地理指纹；根据所选择地理指纹包含的相对角度，确定所选择的每一地理指纹对应的AP按照该AP的目标角度的初始角度发射波束的波束方向，其中，一个AP的目标角度的初始角度为：以该AP为顶点、该AP的地理指纹所包含相对角度的第一边作为中心线的预设角度，所述第一边为：垂直方向的边除外的边；根据目标波束确定所述待定位信宿的位置区域；判断DoA-RP与LF-RP是否存在共有的RP，其中，所述DoA-RP为所述位置区域内的RP，所述LF-RP为在线信宿位置对应的RP；若为是，将共有的RP的位置按照预设权值进行加权计算，获得所述待定位信宿的位置；若为否，将所选择的地理指纹所对应AP的目标角度自加预设间隔值，并返回执行所述根据目标波束确定所述待...

【专利技术属性】
技术研发人员：尉志青，刘欣怡，冯志勇，赵亚东，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11