基于北斗伪距差分与无线的室内外融合定位技术制造技术

本发明专利技术公开了基于北斗伪距差分与无线的室内外融合定位技术，涉及无线定位技术领域，包括北斗伪距差分修正模块、无线测距定位模块、融合定位模块、移动终端与后台服务器，其中，北斗伪距差分修正模块，由差分基准站、地面控制中心和移动站组成，通过计算多个基准站的伪距修正值，采用反距离加权法内插出伪距修正值，以此修正终端至卫星的伪距方程，实现伪距差分定位。本发明专利技术具有通过利用多属性代价函数实现了最优信标组合的选取，采用基于反距离加权的多基准站伪距差分进行伪距修正，并利用泰勒迭代对BD与WiFi的融合伪距方程进行最优定位估计，实现终端融合定位，有效改善了单一系统定位精度，解决定位盲区问题，提高了定位精度和可用性的效果。

Indoor and outdoor fusion positioning technology based on Beidou pseudo range difference and wireless

【技术实现步骤摘要】
基于北斗伪距差分与无线的室内外融合定位技术
本专利技术涉及无线定位
，尤其涉及基于北斗伪距差分与无线的室内外融合定位技术。
技术介绍
目前，北斗和无线模块已广泛应用于手机终端，为二者融合定位提供了可能。现有技术通过射频信号辅助卫星定位，并对定位精度和可行性验证，但读写器测距范围及布设问题制约了定位应用；差分GPS与超宽带进行无缝定位可保证高精度定位，但超宽带对时间同步要求较高，成本和复杂度也制约了定位应用；GPS与无线指纹室内外无缝定位提高了可用性，但无线指纹定位存在离线数据库采集工作量大的问题；现有的BD/无线传感器网络融合实现室内外定位，但其BD定位只考虑了钟差，并未考虑其他影响因素，定位精度不高。基于上述问题，我们设计出了一种进行室内外无缝融合定位，来提高了定位精度和可用性基于北斗伪距差分与无线的室内外融合定位技术来解决以上问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于北斗伪距差分与无线的室内外融合定位技术。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：基于北斗伪距差分与无线的室内外融合定位技术，包括北斗伪距差分修正模块、无线测距定位模块、融合定位模块、移动终端与后台服务器，其中，北斗伪距差分修正模块，由差分基准站、地面控制中心和移动站组成，通过计算多个基准站的伪距修正值，采用反距离加权法内插出伪距修正值，以此修正终端至卫星的伪距方程，实现伪距差分定位；无线测距定位模块，通过采用实测数据对华为室内路径损耗模型进行修正和参数选取，以使得无线测距定位模型更符合实际定位环境；融合定位模块，根据信号强度及信噪比来优选参与定位的信标组合；移动终端，用于实时接收北斗定位信号并储存各基准站的伪距修正值，且接收和储存无线测距定位模块上测出的实测数据；后台服务器，根据伪距差分定位和无线测距定位模型，通过优选信标对北斗-无线系统进行室内外融合定位，以获取移动终端的实时定位系统，发送至移动终端。进一步的，所述移动终端电连接至后台服务器。进一步的，所述基准站与所述移动终端呈空间相关性，采用多基准站伪距差分用于削弱星历误差和大气误差。进一步的，所述北斗伪距差分修正模块根据所述基准站对北斗的伪距修正值及所述移动终端与基准站的距离，通过反距离加权内插出所述移动终端对北斗的伪距修正值，利用差分修正后的伪距方程，作为融合定位的卫星伪距方程参与定位解算，利用所述后台服务器实现定位解算。进一步的，当进行所述信标组合优选时，对所述北斗伪距差分修正模块和所述无线测距定位模块进行归一化处理。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术中，利用多属性代价函数实现了最优信标组合的选取，采用基于反距离加权的多基准站伪距差分进行伪距修正，并利用泰勒迭代对北斗与无线的融合伪距方程进行最优定位估计，实现终端融合定位，该方法实现了北斗和无线室内外融合定位，解决了单一系统的定位覆盖缺陷，且有效提高了定位精度和可用性。附图说明图1为本专利技术中定位仿真环境示意图；图2为本专利技术中WiFi测距模型与实测数据拟合曲线示意图；图3为本专利技术中代价函数值权W1对误差的影响示意图；图4为本专利技术参与定位信标节点个数对定位误差的影响示意图；图5为本专利技术定位结果散点分布图；图6为本专利技术定位误差累计概率分布曲线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。参照图1-6，基于北斗伪距差分与无线的室内外融合定位技术，包括北斗伪距差分修正模块、无线测距定位模块、融合定位模块、移动终端与后台服务器，其中，北斗伪距差分修正模块，由差分基准站、地面控制中心和移动站组成，通过计算多个基准站的伪距修正值，采用反距离加权法内插出伪距修正值，以此修正终端至卫星的伪距方程，实现伪距差分定位；无线测距定位模块，通过采用实测数据对华为室内路径损耗模型进行修正和参数选取，以使得无线测距定位模型更符合实际定位环境；融合定位模块，根据信号强度及信噪比来优选参与定位的信标组合；移动终端，用于实时接收北斗定位信号并储存各基准站的伪距修正值，且接收和储存无线测距定位模块上测出的实测数据；后台服务器，根据伪距差分定位和无线测距定位模型，通过优选信标对北斗-无线系统进行室内外融合定位，以获取移动终端的实时定位系统，发送至移动终端。这样，通过北斗伪距差分修正模块和无线测距定位模块，通过优选信标对BD—WiFi系统进行室内外无缝融合定位，提高了定位精度和可用性，并且利用后台服务器，获取移动终端的实时定位系统，方便实现，便于操作。移动终端电连接至后台服务器。基准站与移动终端呈空间相关性，采用多基准站伪距差分用于削弱星历误差和大气误差。基于北斗伪距差分与无线的室内外融合定位技术的具体实施方式为：1、北斗伪距差分修正模块的具体实施方式如下：北斗伪距差分修正模块根据基准站对北斗的伪距修正值及移动终端与基准站的距离，通过反距离加权内插出移动终端对北斗的伪距修正值，利用差分修正后的伪距方程，作为融合定位的卫星伪距方程参与定位解算，利用后台服务器实现定位解算。BD广域伪距差分定位是由差分基准站、地面控制中心和移动站组成差分定位系统。伪距差分定位时间短、效率高，而且能够保证高精度定位。为解决单基站伪距差分定位精度不高且随距离增加逐渐变差的缺陷，采用BD多基准站伪距差分定位。通过计算多个基准站的伪距修正值，采用反距离加权法内插出伪距修正值，以此修正终端至卫星的伪距方程，实现伪距差分定位。设卫星j坐标为(Xj,Yj,Zj)，BD基准站i坐标为(Xi,Yi,Zi),则卫星j到基准站i的伪距观测方程为则基准站i对于卫星j的伪距改正值为式中卫星到基准站的几何距离；ti为基准站接收机钟差；tj为卫星钟差，分别为基准站i上卫星j的电离层、对流层折射改正数；εi基准站伪距观测噪声；c为光速。利用基准站与移动终端的空间相关性，采用多基准站伪距差分可削弱星历误差和大气误差，但对接收机钟差无法改善。为减小基准站接收机钟差对定位精度的影响，对基准站接收机钟差估计进行以下改进根据基准站i对卫星j的伪距修正值及终端与基准站i的距离，通过反距离加权内插出移动终端M对卫星j的伪距修正值为式中为移动终端M与基准站i之间的距离。利用式(4)修正后的移动终端对于卫星j的伪距方程为式中tM，εM分别为移动终端接收机钟差和伪距观测噪声。差分修正后的伪距方程即可作为融合定位的卫星伪距方程参与定位解算，从而提高融合定位精度。2、无线测距定位模块的具体实施方式如下：为实现WiFi与BD融合定位，WiFi室内定位采用距离-衰落模型建立测距定位方程。为使模型更符合实际定位环境，采用实测数据对华为室内路径损耗模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于北斗伪距差分与无线的室内外融合定位技术，其特征在于，包括北斗伪距差分修正模块、无线测距定位模块、融合定位模块、移动终端与后台服务器，其中，/n北斗伪距差分修正模块，由差分基准站、地面控制中心和移动站组成，通过计算多个基准站的伪距修正值，采用反距离加权法内插出伪距修正值，以此修正终端至卫星的伪距方程，实现伪距差分定位；/n无线测距定位模块，通过采用实测数据对华为室内路径损耗模型进行修正和参数选取，以使得无线测距定位模型更符合实际定位环境；/n融合定位模块，根据信号强度及信噪比来优选参与定位的信标组合；/n移动终端，用于实时接收北斗定位信号并储存各基准站的伪距修正值，且接收和储存无线测距定位模块上测出的实测数据；/n后台服务器，根据伪距差分定位和无线测距定位模型，通过优选信标对北斗-无线系统进行室内外融合定位，以获取移动终端的实时定位系统，发送至移动终端。/n

【技术特征摘要】
1.基于北斗伪距差分与无线的室内外融合定位技术，其特征在于，包括北斗伪距差分修正模块、无线测距定位模块、融合定位模块、移动终端与后台服务器，其中，
北斗伪距差分修正模块，由差分基准站、地面控制中心和移动站组成，通过计算多个基准站的伪距修正值，采用反距离加权法内插出伪距修正值，以此修正终端至卫星的伪距方程，实现伪距差分定位；
无线测距定位模块，通过采用实测数据对华为室内路径损耗模型进行修正和参数选取，以使得无线测距定位模型更符合实际定位环境；
融合定位模块，根据信号强度及信噪比来优选参与定位的信标组合；
移动终端，用于实时接收北斗定位信号并储存各基准站的伪距修正值，且接收和储存无线测距定位模块上测出的实测数据；
后台服务器，根据伪距差分定位和无线测距定位模型，通过优选信标对北斗-无线系统进行室内外融合定位，以获取移动终端的实时定位系统，发送至移动终端。


2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长军，朱勇，张浩，
申请(专利权)人：上海万位数字技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31