基于导频信号的室内被动定位方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了基于导频信号的室内被动定位方法、系统及存储介质，方法包括：在室分天线周围布设从属信标；建立虚拟空间直角坐标系，并测定每个室分天线的三维坐标和每个从属信标的三维坐标，生成定位信息库；将室分天线与从属信标关联，并为每个室分天线和从属信标分配编码；确定距离与信号强度之间的关系模型；根据目标对象接收的室分天线信号和从属信标信号，通过关系模型和定位信息库计算目标对象的位置信息。本发明专利技术只需要通过移动终端接收相关信号，即可实现高精度定位，通用性高且便捷实用；另外，本发明专利技术只需基于原有的室分系统进行室内定位，成本低，可广泛应用于室内定位技术领域。

Indoor passive positioning method, system and storage medium based on pilot signal

The invention discloses a method, system and storage medium of indoor passive positioning based on pilot signal, the method includes: arranging subordinate beacons around the compartment sub antenna; establishing a virtual space rectangular coordinate system, determining the three-dimensional coordinates of each compartment sub antenna and each subordinate beacon, generating a positioning information base; associating the compartment sub antenna with the subordinate beacon, and dividing the day for each compartment Line and slave beacon assign coding; determine the relationship model between distance and signal strength; calculate the location information of the target object through the relationship model and location information base according to the chamber antenna signal and slave beacon signal received by the target object. The invention only needs to receive relevant signals through the mobile terminal to realize high-precision positioning, high universality, convenience and practicality; in addition, the invention only needs to carry out indoor positioning based on the original indoor subsystem, with low cost, which can be widely used in the field of indoor positioning technology.

【技术实现步骤摘要】
基于导频信号的室内被动定位方法、系统及存储介质
本专利技术涉及室内定位
，尤其是基于导频信号的室内被动定位方法、系统及存储介质。
技术介绍
术语解释：室分系统：即室内分布系统，是一种针对室内用户群，并用于改善建筑物内移动通信环境的方案，利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。导频信号：指的是在电信网内为测量或监控的目的而发送的信号，这种信号通常为单一频率。随着移动智能终端的不断普及，基于移动终端(如智能手机、手持平板等)的位置服务需求量也越来越大，并且无论在室内外都提出了较高的定位精度要求。目前移动终端在室外实现高精度定位一般使用GPS定位技术，GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)是一种广泛使用的卫星定位系统，在室外定位精度可以达到10m以下，定位精度较高，缺点是使用GPS定位移动终端耗电量大。而在室内，由于GPS信号弱定位效果很差，因此GPS定位技术不适用于室内定位。目前室内定位系统没有形成统一的技术规范，常用的室内定位技术有蓝牙定位、UWB(超宽带)定位、WiFi定位、ZigBee定位、超声波定位、RFID(射频识别)定位等等，这些室内定位系统都需要单独建设相关设备，定位成本很高，并且要求移动终端具有支持对应定位系统的硬件；另外，室内定位系统的通信网络一般不能接入互联网，即用户不能通过室内定位系统实现上网功能。室分系统是主要用来解决建筑物内移动通信网络的网络覆盖、网络容量、网络质量的一种方案，运营商已规模化地建立健全了室分系统，在很多人群密集的建筑区内都有可靠的室分系统信号覆盖。室分系统使用的是基站定位，定位精度在几百至几千米，精度很低。室内WiFi和蓝牙定位需要用户主动打开相应开关，很多人并不知晓打开WiFi和蓝牙开关可以提高定位精度，造成WiFi和蓝牙定位资源浪费。总的来说，现有技术的室内定位系统具有以下缺点：1、室内定位系统单独建设成本高，不能提供上网网络，移动终端不具有通用性；2、室分系统已大规模建设，但无法提供高精度的位置服务；3、WiFi能提供比室分更高的定位精度，但需要人为打开移动终端WLAN开关，很多人并不知晓，不够便捷实用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种通用性高、精度高且便捷实用的，基于导频信号的室内被动定位方法、系统及存储介质。第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于导频信号的室内被动定位方法，包括以下步骤：在室分天线周围布设从属信标，使从属信标的导频信号覆盖到需要关联的室分天线信号；建立虚拟空间直角坐标系，并测定每个室分天线的三维坐标和每个从属信标的三维坐标，生成定位信息库；将室分天线与从属信标关联，并为每个室分天线和从属信标分配编码；确定距离与信号强度之间的关系模型；根据目标对象接收的室分天线信号和从属信标信号，通过关系模型和定位信息库计算目标对象的位置信息。进一步，所述在室分天线周围布设从属信标，使从属信标的导频信号覆盖到需要关联的室分天线信号这一步骤中：所述导频信号为低频段的通信频段；所述每个室分天线周围至少布设3个从属信标。进一步，所述将室分天线与从属信标关联，并为每个室分天线和从属信标分配编码这一步骤中，所述每个从属信标从属于一个室分天线，所述每个室分天线关联至少3个从属信标，所述室分天线与相关联的从属信标处于同一楼层。进一步，所述确定距离与信号强度之间的关系模型这一步骤，包括以下步骤：确定室内的环境损耗数据，所述环境损耗数据包括但不限于路径衰减指数和楼层间分隔损耗；根据环境损耗数据，建立距离与信号强度之间的关系模型。进一步，所述根据目标对象接收的室分天线信号和从属信标信号，通过关系模型和定位信息库计算目标对象的位置信息这一步骤，包括以下步骤：根据目标对象连接的目标室分天线，并根据定位信息库确定目标对象的竖坐标；确定目标室分天线关联的目标从属信标，并根据定位信息库获取目标从属信标的坐标信息；确定目标对象从目标从属信标接收到的接收信号强度；根据确定的接收信号强度，通过关系模型计算目标对象与各个目标从属信标之间的距离；根据目标对象与各个目标从属信标之间的距离，通过三边测量法计算目标对象的位置信息。进一步，还包括以下步骤：根据定位信息库进行目标定位，以及根据定位信息库进行目标追踪；反馈目标定位结果以及目标追踪结果。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于导频信号的室内被动定位系统，包括室分天线、从属信标、移动终端和定位信息库；所述室分天线，用于发射和接收无线电波；所述从属信标，用于发射导频信号；所述移动终端，用于接收无线电波和/或导频信号；所述定位信息库，用于存储室分天线与移动终端的交互信息以及从属信标与移动终端的交互信息，存储室分天线和从属信标的三维坐标，以及计算移动终端的位置信息。第三方面，本专利技术实施例还提供了基于导频信号的室内被动定位系统，包括：布设模块，用于在室分天线周围布设从属信标，使从属信标的导频信号覆盖到需要关联的室分天线信号；测定模块，用于建立虚拟空间直角坐标系，并测定每个室分天线的三维坐标和每个从属信标的三维坐标，生成定位信息库；关联模块，用于将室分天线与从属信标关联，并为每个室分天线和从属信标分配编码；建模模块，用于确定距离与信号强度之间的关系模型；定位模块，用于根据目标对象接收的室分天线信号和从属信标信号，通过关系模型和定位信息库计算目标对象的位置信息。第四方面，本专利技术实施例还提供了基于导频信号的室内被动定位系统，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现所述的基于导频信号的室内被动定位方法。第五方面，本专利技术实施例还提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行所述的基于导频信号的室内被动定位方法。上述本专利技术实施例中的一个或多个技术方案具有如下优点：本专利技术的实施例通过预先布设的室分天线和从属信标，生成定位信息库并构建关系模型，最后根据目标对象接收到的相关信号来计算其室内位置信息；本专利技术只需要通过移动终端接收相关信号，即可实现高精度定位，适用于现有的大部分移动终端，通用性高；且无需进行蓝牙开关、WLAN开关的操作，便捷实用；另外，本专利技术只需基于原有的室分系统进行室内定位，成本低。附图说明图1为本专利技术实施例的定位系统构成示意图；图2为本专利技术实施例的整体步骤流程图；图3为本专利技术实施例的位置计算示意图；图4为本专利技术实施例的三边测量法求解示意图。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步解释和说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于导频信号的室内被动定位方法，其特征在于：包括以下步骤：/n在室分天线周围布设从属信标，使从属信标的导频信号覆盖到需要关联的室分天线信号；/n建立虚拟空间直角坐标系，并测定每个室分天线的三维坐标和每个从属信标的三维坐标，生成定位信息库；/n将室分天线与从属信标关联，并为每个室分天线和从属信标分配编码；/n确定距离与信号强度之间的关系模型；/n根据目标对象接收的室分天线信号和从属信标信号，通过关系模型和定位信息库计算目标对象的位置信息。/n

【技术特征摘要】
1.基于导频信号的室内被动定位方法，其特征在于：包括以下步骤：
在室分天线周围布设从属信标，使从属信标的导频信号覆盖到需要关联的室分天线信号；
建立虚拟空间直角坐标系，并测定每个室分天线的三维坐标和每个从属信标的三维坐标，生成定位信息库；
将室分天线与从属信标关联，并为每个室分天线和从属信标分配编码；
确定距离与信号强度之间的关系模型；
根据目标对象接收的室分天线信号和从属信标信号，通过关系模型和定位信息库计算目标对象的位置信息。


2.根据权利要求1所述的基于导频信号的室内被动定位方法，其特征在于：所述在室分天线周围布设从属信标，使从属信标的导频信号覆盖到需要关联的室分天线信号这一步骤中：
所述导频信号为低频段的通信频段；
所述每个室分天线周围至少布设3个从属信标。


3.根据权利要求1所述的基于导频信号的室内被动定位方法，其特征在于：所述将室分天线与从属信标关联，并为每个室分天线和从属信标分配编码这一步骤中，所述每个从属信标从属于一个室分天线，所述每个室分天线关联至少3个从属信标，所述室分天线与相关联的从属信标处于同一楼层。


4.根据权利要求1所述的基于导频信号的室内被动定位方法，其特征在于：所述确定距离与信号强度之间的关系模型这一步骤，包括以下步骤：
确定室内的环境损耗数据，所述环境损耗数据包括但不限于路径衰减指数和楼层间分隔损耗；
根据环境损耗数据，建立距离与信号强度之间的关系模型。


5.根据权利要求1所述的基于导频信号的室内被动定位方法，其特征在于：所述根据目标对象接收的室分天线信号和从属信标信号，通过关系模型和定位信息库计算目标对象的位置信息这一步骤，包括以下步骤：
根据目标对象连接的目标室分天线，并根据定位信息库确定目标对象的竖坐标；
确定目标室分天线关联的目标从属信标，并根据定位信息库获取目标从属信标的坐标信息；
确定目标对象从目标从属信标接收到的接收信号强度；
根据确定的接收信号强度，通过关...

【专利技术属性】
技术研发人员：王非，罗晓良，蒋靳，
申请(专利权)人：联通广东产业互联网有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44