室内室外动态定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种室内室外动态定位方法，包括获取当前的定位数据信息和历史定位数据信息；判定当前的定位状态；进行动态定位并计算判断变量；根据判断变量改变当前的定位状态；重复以上步骤，实时完成室内室外动态定位

【技术实现步骤摘要】
室内室外动态定位方法及系统


[0001]本专利技术属于定位
，具体涉及一种室内室外动态定位方法及系统
。

技术介绍

[0002]随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利
。
因此，保障电能的稳定可靠供应，就成为了电力系统最重要的任务之一
。
[0003]为了保障电力系统作业人员的安全，电力系统作业人员一般都随身佩戴实时定位装置；该装置在室外时通过北斗定位系统进行实时定位，而在室内时则通过室内的定位基站，采用超宽带载波技术进行实时定位
。
通过实时获取作业人员的位置信息，电力系统能够尽可能的保证作业人员的安全，同时对作业人员进入危险区域等行为进行及时的预警
。
[0004]但是，目前的电力系统作业人员的定位过程，依旧存在一个很重要的问题，即室内
/
室外定位问题
。
当作业人员处于室内
/
室外的交界处时，此时定位系统往往会在两种定位方式之间频繁切换或者定位切换较慢，这种情况将导致定位过程的精度和可靠性均较差，而且会带来进一步的安全隐患
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种可靠性高且精确较高的室内室外动态定位方法
。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供一种实现所述室内室外动态定位方法的系统
。
[0007]本专利技术提供的这种室内室外动态定位方法，包括如下步骤：
[0008]S1.
获取当前的定位数据信息和历史定位数据信息；
[0009]S2.
根据步骤
S1
获取的数据信息，判定当前的定位状态；所述的状态包括室外定位状态
、
室内定位状态
、
室外往室内过渡状态和室内往室外过渡状态；
[0010]S3.
根据当前的定位状态信息，进行动态定位：
[0011]若定位状态为室外定位状态，则进行北斗定位，并计算北斗定位状态判断变量；
[0012]若定位状态为室内定位状态，则进行超宽带载波定位，并计算超宽带载波定位状态判断变量；
[0013]若定位状态为室外往室内过渡状态，则进行北斗定位，并计算第一过渡状态判断变量；
[0014]若定位状态为室内往室外过渡状态，则进行超宽带载波定位，并计算第二过渡状态判断变量；
[0015]S4.
根据步骤
S3
得到的判断变量，改变当前的定位状态；
[0016]S5.
重复步骤
S3
～
S4
，实时完成室内室外动态定位
。
[0017]步骤
S2
所述的根据步骤
S1
获取的数据信息，判定当前的定位状态；所述的状态包括室外定位状态
、
室内定位状态
、
室外往室内过渡状态和室内往室外过渡状态，具体包括如下步骤：
[0018]若最近一次定位的位置为室外且当前无法接收到能够用于定位的若干个室内定位基站的定位信息，则判定当前的定位状态为室外定位状态；
[0019]若最近一次定位的位置为室内且当前无法接收到能够用于定位的若干颗北斗定位卫星的定位信息，则判定当前的定位状态为室内定位状态；
[0020]若最近一次定位的位置为室外且当前能够接收到能够用于定位的若干个室内定位基站的定位信息，则判定当前的定位状态为室外往室内过渡状态；
[0021]若最近一次定位的位置为室内且当前能够接收到能够用于定位的若干颗北斗定位卫星的定位信息，则判定当前的定位状态为室内往室外过渡状态
。
[0022]步骤
S3
所述的若定位状态为室外定位状态，则进行北斗定位，并计算北斗定位状态判断变量，具体包括如下步骤：
[0023]设定当前时刻为
t1；能够观测到
N
个北斗定位卫星的坐标为
(x
a1
,y
a1
,z
a1
)
～
(x
aN
,y
aN
,z
aN
)
；
[0024]根据观测到的坐标，计算得到当前的定位位置为
(x
t1
,y
t1
,z
t1
)
；
[0025]采用如下算式计算得到第一定位矩阵
H
：
[0026][0027]式中为第一中间变量且为第一中间变量且为第二中间变量且二中间变量且为第二中间变量且
[0028]采用如下算式计算得到当前时刻的第一几何精度因子
GDOP
：
[0029][0030]式中
trace()
为矩阵的迹；
[0031]采用如下算式计算得到北斗定位状态判断变量
A1
：
[0032][0033]式中
N
为当前时刻能够观察到的北斗定位卫星的数量
。
[0034]步骤
S3
所述的若定位状态为室内定位状态，则进行超宽带载波定位，并计算超宽带载波定位状态判断变量，具体包括如下步骤：
[0035]将上一时刻的定位结果坐标
(x
t3
,y
t3
,z
t3
)
作为初始定位坐标；能够观测到
K
个室内
基站的坐标为
(x
b1
,y
b1
,z
b1
)
～
(x
bK
,y
bK
,z
bK
)
；
[0036]计算得到初始定位坐标与第
k
个室内基站的几何距离为
[0037]采用如下算式计算得到第二定位矩阵
J
为
[0038]计算得到定位坐标更新值
(
Δ
x,
Δ
y,
Δ
z)
为式中
d
k
为初始定位坐标与第
k
个室内基站的距离观测值；
[0039]将
K
个室内基站的坐标依次代入第二定位矩阵
J
的计算公式，并计算定位坐标更新值
(
Δ
x,
Δ
y,
Δ
z)
，直至相邻两次计算得到的定位坐标更新值的差值在设定范围内，得到最终的定位坐标更新值；
[0040]采用得到的最终的定位坐标更新值，对初始定位坐标进行更新，完成超宽带载波定位；
[0041]采用如下算式计算得到第一距离因子
d...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种室内室外动态定位方法，包括如下步骤：
S1.
获取当前的定位数据信息和历史定位数据信息；
S2.
根据步骤
S1
获取的数据信息，判定当前的定位状态；所述的状态包括室外定位状态
、
室内定位状态
、
室外往室内过渡状态和室内往室外过渡状态；
S3.
根据当前的定位状态信息，进行动态定位：若定位状态为室外定位状态，则进行北斗定位，并计算北斗定位状态判断变量；若定位状态为室内定位状态，则进行超宽带载波定位，并计算超宽带载波定位状态判断变量；若定位状态为室外往室内过渡状态，则进行北斗定位，并计算第一过渡状态判断变量；若定位状态为室内往室外过渡状态，则进行超宽带载波定位，并计算第二过渡状态判断变量；
S4.
根据步骤
S3
得到的判断变量，改变当前的定位状态；
S5.
重复步骤
S3
～
S4
，实时完成室内室外动态定位
。2.
根据权利要求1所述的室内室外动态定位方法，其特征在于步骤
S2
所述的根据步骤
S1
获取的数据信息，判定当前的定位状态；所述的状态包括室外定位状态
、
室内定位状态
、
室外往室内过渡状态和室内往室外过渡状态，具体包括如下步骤：若最近一次定位的位置为室外且当前无法接收到能够用于定位的若干个室内定位基站的定位信息，则判定当前的定位状态为室外定位状态；若最近一次定位的位置为室内且当前无法接收到能够用于定位的若干颗北斗定位卫星的定位信息，则判定当前的定位状态为室内定位状态；若最近一次定位的位置为室外且当前能够接收到能够用于定位的若干个室内定位基站的定位信息，则判定当前的定位状态为室外往室内过渡状态；若最近一次定位的位置为室内且当前能够接收到能够用于定位的若干颗北斗定位卫星的定位信息，则判定当前的定位状态为室内往室外过渡状态
。3.
根据权利要求2所述的室内室外动态定位方法，其特征在于步骤
S3
所述的若定位状态为室外定位状态，则进行北斗定位，并计算北斗定位状态判断变量，具体包括如下步骤：设定当前时刻为
t1；能够观测到
N
个北斗定位卫星的坐标为
(x
a1
,y
a1
,z
a1
)
～
(x
aN
,y
aN
,z
aN
)
；根据观测到的坐标，计算得到当前的定位位置为
(x
t1
,y
t1
,z
t1
)
；采用如下算式计算得到第一定位矩阵
H
：
式中为第一中间变量且为第一中间变量且为第二中间变量且间变量且为第二中间变量且采用如下算式计算得到当前时刻的第一几何精度因子
GDOP
：式中
trace()
为矩阵的迹；采用如下算式计算得到北斗定位状态判断变量
A1
：式中
N
为当前时刻能够观察到的北斗定位卫星的数量
。4.
根据权利要求3所述的室内室外动态定位方法，其特征在于步骤
S3
所述的若定位状态为室内定位状态，则进行超宽带载波定位，并计算超宽带载波定位状态判断变量，具体包括如下步骤：将上一时刻的定位结果坐标
(x
t3
,y
t3
,z
t3
)
作为初始定位坐标；能够观测到
K
个室内基站的坐标为
(x
b1
,y
b1
,z
b1
)
～
(x
bK
,y
bK
,z
bK
)
；计算得到初始定位坐标与第
k
个室内基站的几何距离为采用如下算式计算得到第二定位矩阵
J
为计算得到定位坐标更新值
(
Δ
x,
Δ
y,
Δ
z)
为式中
d
k
为初始定位坐标与第
k
个室内基站的距离观测值；将
K
个室内基站的坐标依次代入第二定位矩阵
J
的计算公式，并计算定位坐标更新值
(
Δ
x,
Δ
y,
Δ
z)
，直至相邻两次计算得到的定位坐标更新值的差值在设定范围内，得到最终的定位坐标更新值；
采用得到的最终的定位坐标更新值，对初始定位坐标进行更新，完成超宽带载波定位；采用如下算式计算得到第一距离因子
d
：式中表示从到中的第
i
小的值；采用如下算式计算得到超宽带载波定位状态判断变量
A2
为
5.
根据权利要求4所述的室内室外动态定位方法，其特征在于步骤
S3
所述的若定位状态为室外往室内过渡状态，则进行北斗定位，并计算第一过渡状态判断变量，具体包括如下步骤：设定当前时刻为
t2；能够观测到
N
个北斗定位卫星的坐标为
(x
a1
,y
a1
,z
a1
)
～
(x
aN
,y
aN
,z
aN
)
；根据观测到的坐标，计算得到当前的定位位置为
(x
t2
,y
t2
,z
t2
)
；采用如下算式计算得到第三定位矩阵
H'
：式中为第四中间变量且为第四中间变量且为第五中间变量且中间变量且为第六中间变量且采用如下算式计算得到当前时刻的第二几何精度因子
GDOP'
：式中
tra...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇翔，田建伟，杨洪明，黄鑫，祝视，李浩志，杨芳僚，刘其臻，孙富强，唐德龙，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司信息通信分公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：