基于5G及北斗的室内外融合定位方法技术

本发明专利技术涉及一种基于5G及北斗的室内外融合定位方法，包括以下步骤：步骤S1:基于北斗的站间精准同步的卫星定位算法，对信号移动台进行室外定位；步骤S2:基于5G的指纹定位算法，对信号移动台进行室内定位；步骤S3:基于室内定位和室外定位，通过融合算法，对室内定位位置进行最优估计；步骤S4:将融合结果上报给定位服务平台进行数据校正。本发明专利技术在保证定位系统稳定性的同时，进一步提高定位的精度。进一步提高定位的精度。进一步提高定位的精度。

【技术实现步骤摘要】
基于5G及北斗的室内外融合定位方法


[0001]本专利技术属于卫星导航领域，具体涉及一种基于5G及北斗的室内外融合定位方法。

技术介绍

[0002]随着信息时代的不断发展进步，越来越多的定位算法被人们研究出来，定位系统有美国的GPS、中国的北斗等，而北斗主要应用于室外定位，而室内有部署广泛且成本廉价的WiFi定位、功耗低且较稳定的蓝牙定位、成本高且复杂的RFID定位、高精度延迟小的UWB定位等，基于北斗的室外定位已经取得了很好的成效，而室内定位算法仍然存在很多问题，要么精度不够、稳定性不高，要么容易受环境变化的影响且成本太高，这样一来就迫使人们不断地去研究新的算法。
[0003]另一方面，随着通信时代的快速发展，单个的技术方案已经无法满足高精度的定位需求，尤其是对于环境复杂，由于信号遮挡、多径效应或者雨雪天气等因素影响，不同的算法在不同的场景将表现出完全不同的传输特性。这样一来越来越多的融合算法就被研究并加以应用。融合定位成为了当代的定位技术发展主流，解决了大部分因为场景切换而带来的定位误差大的困扰，但因为本身算法的问题，在面对室内及复杂环境的时候，现有算法仍存在一定的技术问题，定位精度仍存在很大的提升空间。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于5G及北斗的室内外融合定位方法，在保证定位系统稳定性的同时，进一步提高定位的精度。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于5G及北斗的室内外融合定位方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S1:基于北斗的站间精准同步的卫星定位算法，对信号移动台进行室外定位；
[0008]步骤S2:基于5G的指纹定位算法，对信号移动台进行室内定位；
[0009]步骤S3:基于室内定位和室外定位，通过融合算法，对室内定位位置进行最优估计；
[0010]步骤S4:将融合结果上报给定位服务平台进行数据校正。
[0011]进一步的，所述步骤S1具体为：通过卫星共视法建立系统时频基准与各增强型宏基站之间的时间比对，以时频基准作为主站，各基站站作为副站，进行共视比对时，各站分别向卫星共视比对系统提供10MHz频率信号和1PPS信号，共视接收机接收导航系统播发的北斗和GPS卫星信号，提取导航电文、伪距观测量，完成导航解算计算出接收机本地钟和系统时间的钟差，然后通过通信网进行数据交换和数据传输，产生共视比对结果，即得到两地钟差。
[0012]进一步的，所述室内定位包括离线状态和在线状态，具体如下：
[0013]离线状态，采集指纹数据，并将指纹信息图片化处理，获取基于角度的指纹图片和基于RSSI的指纹图片，构建位置指纹数据库，通过神经网络进行训练，得到位置回归模型；
[0014]在线状态，从待测节点得到来自各AP的RSSI值与角度指纹，然后与各网格点中的RSSI值进行匹配,从而确认待测点的位置。
[0015]进一步的，所述采集指纹数据，并将指纹信息图片化处理，具体如下：采用Bayes法，将区域分成n个格点，采集每个小区域的RSSI，将这些格点称为：L＝{l1,l2,...l
i
....l
n
}对应的RSSI值：R＝{R1,R2,..R
i
...R
n
},其中R
i
＝{rssi
i1，
rssi
i2
,...rssi
im
}分别对应来自m个AP的RSSI,此时概率
[0016][0017]上式中A表示当前的RSS数组。
[0018]进一步的，所述室内定位还包括基于信号到达角度算法来获取角度信息。
[0019]进一步的，所述融合算法结合卡尔曼波过程中的理论残差和实际残差构造滤波器的置信度，将两个子滤波器的置信度进行加权融合滤波输出解算位置，最后通过卡尔曼滤波器对位置进行最优估计，并根据估计结果对输出进行校正。
[0020]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0021]本专利技术在保证定位系统稳定性的同时，进一步提高定位的精度。
附图说明
[0022]图1是本专利技术方法流程示意图；
[0023]图2是本专利技术一实施例中基于5G室内定位流程示意图；
[0024]图3是本专利技术一实施例中AOA定位示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。
[0026]请参照图1，本专利技术提供一种基于5G及北斗的室内外融合定位方法，包括以下步骤：
[0027]步骤S1:基于北斗的站间精准同步的卫星定位算法，对信号移动台进行室外定位；
[0028]步骤S2:基于5G的指纹定位算法，对信号移动台进行室内定位；
[0029]步骤S3:基于室内定位和室外定位，通过融合算法，对室内定位位置进行最优估计；
[0030]步骤S4:将融合结果上报给定位服务平台进行数据校正。
[0031]优选的，在本实施例中，室外定位采用共识比对法，具体为：
[0032]各站利用北斗定时接收机接收北斗卫星导航信号，首先测得含有卫星钟δ
t
(s)和接收机时间偏差的伪距ρ，然后利用接收机天线坐标和广播星历预报的卫星轨道，计算卫星和接收机真距r(含轨道预报误差)，伪距与真距的差包含了卫星和接收机钟差、传播路径上的各种时延，以及卫星轨道等各种误差项，用双频伪距测量值修正电离层延迟I，用经验模型修正对流层时延T，进而计算得到含有误差的接收机时间与各颗卫星钟的钟差，最后结合事先测得的接收机时延改正参数Δt1和计数器持续监测的接收机时间与本地参考时间的时差值Tc，生成本地参考时间与各颗北斗卫星钟的钟差TREFSV，各用户端设备按约定的观测周期，将TREFSV拟合生成该时段各卫星的图片与来自服务端相同观测周期、相同卫星的
TREFSV拟合值图片做差，抵消卫星钟、卫星轨道预报误差等共性误差的影响，计算各站参考时间与标准时间的偏差。
[0033]参考图2，在本实施例中，室内定位包括离线状态和在线状态，具体如下：
[0034]离线状态，采集指纹数据，即采集各网格点的特征量(即从此点接收到的来自各AP的RSSI值),并将指纹信息图片化处理，获取基于角度的指纹图片和基于RSSI的指纹图片，构建位置指纹数据库，通过神经网络进行训练，得到位置回归模型；
[0035]在线状态，从待测节点得到来自各AP的RSSI值与角度指纹，然后与各网格点中的RSSI值进行匹配,从而确认待测点的位置。
[0036]在本实施例中，指纹定位算法具体为：将某一区域进行一个网格划分，这些网格的交点都有其对应的坐标，在每一个坐标上，都可以收到一组对应的关于各AP(Access Point,接入点)的特征量，这组特征量就相当于一个指纹上的多个特征(这也是位置指纹这个名字的由来，可以看出指纹只是一种比喻)，依靠这组特征我们就可以确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G及北斗的室内外融合定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1:基于北斗的站间精准同步的卫星定位算法，对信号移动台进行室外定位；步骤S2:基于5G的指纹定位算法，对信号移动台进行室内定位；步骤S3:基于室内定位和室外定位，通过融合算法，对室内定位位置进行最优估计；步骤S4:将融合结果上报给定位服务平台进行数据校正。2.根据权利要求1所述的基于5G及北斗的室内外融合定位方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：通过卫星共视法建立系统时频基准与各增强型宏基站之间的时间比对，以时频基准作为主站，各基站站作为副站，进行共视比对时，各站分别向卫星共视比对系统提供10MHz频率信号和1PPS信号，共视接收机接收导航系统播发的北斗和GPS卫星信号，提取导航电文、伪距观测量，完成导航解算计算出接收机本地钟和系统时间的钟差，然后通过通信网进行数据交换和数据传输，产生共视比对结果，即得到两地钟差。3.根据权利要求1所述的基于5G及北斗的室内外融合定位方法，其特征在于，所述室内定位包括离线状态和在线状态，具体如下：离线状态，采集指纹数据，并将指纹信息图片化处理，获取基于角度的指纹图片和基于RSSI的指纹图片，构建位置指纹数据库，通过神经网络进行训练，得到位置回归模型；在线状态，从待测节点得到来自各AP的RSSI值与角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永清，陈端云，苏素燕，林树，黄琦斌，陈俊，陈芳，徐伟，王林芳，梅寒雪，吕喆晔，孟伟强，姜乃祺，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司福州大学，
类型：发明
国别省市：