【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能定位，特别是涉及一种室内外一体化实时组合定位方法。
技术介绍
1、目前，尚没有一种单一的定位技术能够满足人们对全方位服务的要求。虽然在室外开阔区域，全球卫星导航系统(global navigation satellite system，gnss)已经足以提供成熟的定位服务，但是在室外遮挡环境下，单纯依靠gnss技术依然存在诸多的限制和不足。
2、为了解决室外定位技术无法实现精确室内定位的问题，室内定位技术逐渐发展起来，uwb定位技术是用无载波通信技术(ultrawideband)来实现定位，uwb定位技术抗多径能力以及穿透能力强，且在室内能够提供高精度的位置信息。但是室内定位与室外定位相对独立，针对室内外复杂环境，单一的定位解决方案很难同时覆盖室内外空间，不能很好地满足各场景下连续高精度定位的需求。根据实际定位场景的需求结合各种定位技术优势互补的特性，将多种定位技术进行组合是目前常见的高精度定位解决方案。
3、由于室内定位是独立发展起来的，与室外gnss技术存在先天的缝隙，在此情况下实现室外遮挡环境下定位、室内环境下定位、室内外交互区域定位和定位系统之间的切换问题就成为了室内外无缝定位技术研究中的焦点。将gnss技术和uwb定位技术相结合，即可以利用gnss技术实现室外环境下的定位，又可以利用uwb定位技术实现室内环境下的位置服务，同时为了实现定位服务的平滑过渡，还需要解决不同体制的定位系统间的自由切换问题。
技术实现思路
1、本专利技术针
2、为实现以上目的，本专利技术技术方案为：
3、一种室内外一体化实时组合定位方法，包括以下步骤：
4、s1：系统同步，所述的系统同步包括可穿戴设备uwb时间系统与gnss时间系统同步，以及可穿戴设备uwb坐标系统与gnss坐标系统统一；
5、s2：被监测目标初始位置确定，所述s2步骤具体包括：
6、s21：被监测目标所处室内或室外环境判断
7、设置可穿戴设备gnss定位系统与uwb定位系统的切换阈值；
8、可穿戴设备包括的gnss定位模块搜索可接收到卫星信号的卫星数量，当所述gnss定位模块搜索可接收到卫星信号的卫星数量小于所述阈值时，被监测目标处于室内，可穿戴设备采用uwb定位系统；
9、当所述gnss定位模块搜索可接收到卫星信号的卫星数量大于或等于所述阈值时，被监测目标处于室外，可穿戴设备采用gnss定位系统；
10、s22：可穿戴设备采集距离数据并发往服务器；
11、当可穿戴设备采用uwb定位系统时，可穿戴设备包括的uwb定位系统采集被监测目标与uwb多个基站之间的距离数据，可穿戴设备包括的传输模块将被监测目标与每个uwb基站之间的距离数据发往服务器；
12、当穿戴设备采用gnss定位系统时，可穿戴设备包括的gnss定位系统采集被监测目标与多个卫星之间的距离数据，可穿戴设备包括的传输模块将被监测目标与每个卫星之间的距离数据发往服务器；
13、s23：服务器基于收到的距离数据解算被监测目标的初始位置；
14、当服务器收到被监测目标与uwb基站之间的距离数据时，服务器依据被监测目标与多个uwb基站之间的距离数据计算被监测目标与uwb每个基站之间的距离值，服务器依据被监测目标与每个uwb基站之间的距离值确定被监测目标初始位置在三维坐标系统中的坐标值；
15、当服务器收到被监测目标与卫星之间的距离数据时，服务器依据被监测目标与多个卫星之间的距离数据计算被监测目标与每个卫星之间的距离值，服务器依据被监测目标与每个卫星之间的距离值确定被监测目标初始位置在三维坐标系统中的坐标值；
16、s3：被监测目标当前时刻实时位置确定，所述s3步骤具体包括：
17、s31：被监测目标当前时刻所处室内或室外环境判断
18、可穿戴设备包括的gnss定位模块搜索可接收到卫星信号的卫星数量，当所述gnss定位模块搜索可接收到卫星信号的卫星数量小于预先设置的阈值时，被监测目标处于室内，可穿戴设备采用uwb定位系统；
19、当所述gnss定位模块搜索可接收到卫星信号的卫星数量大于或等于预先设置的阈值时，被监测目标处于室外，可穿戴设备采用gnss定位系统；
20、s32：可穿戴设备采集当前时刻的距离数据并发往服务器；
21、当可穿戴设备采用uwb定位系统时，可穿戴设备包括的uwb定位系统采集被监测目标与uwb基站之间的距离数据，可穿戴设备包括的传输模块将被监测目标与uwb基站之间的距离数据发往服务器；
22、当穿戴设备采用gnss定位系统时，可穿戴设备包括的gnss定位系统采集被监测目标与卫星之间的距离数据，可穿戴设备包括的传输模块将被监测目标与卫星之间的距离数据发往服务器；
23、当可穿戴设备采用uwb定位系统时，可穿戴设备包括的uwb定位系统采集被监测目标与uwb基站之间的距离数据并发往服务器；
24、当穿戴设备采用gnss定位系统时，可穿戴设备包括的gnss定位系统采集被监测目标与卫星之间的距离数据并发往服务器；
25、s33：服务器基于收到的距离数据以及上一时刻的位置解算被监测目标的当前时刻的实时位置；
26、当服务器收到被监测目标与多个uwb基站之间的距离数据时，服务器根据被监测目标与多个uwb基站之间的距离数据以及上一时刻的位置解算被监测目标的当前时刻实时位置状态向量xk如公式(7)所示：
27、
28、其中表示采用uwb定位模块时被监测目标当前时刻预测的状态向量，通过被监测目标当前时刻与多个uwb基站之间的距离数据以及上一时刻的位置预测得到；
29、kk表示卡尔曼滤波的增益矩阵；
30、是被监测目标与uwb基站之间当前时刻的预测距离通过当前时刻预测的状态向量与基站坐标值计算得到；
31、rk是被监测目标与uwb基站之间当前时刻的实际距离，通过当前时刻收到的距离数据计算得到；
32、被监测目标当前时刻的状态向量xk包括了被监测目标当前的坐标值，计算得到被监测目标当前时刻的状态向量xk则得到被监测目标当前所处位置；
33、当服务器收到被监测目标与多个uwb基站之间的距离数据时，服务器根据被监测目标与多个卫星之间的距离数据解算被监测目标的实时位置状态向量如公式(11)所示：
34、
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【技术保护点】
1.一种室内外一体化实时组合定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种室内外一体化实时组合定位方法，其特征在于：所述S33步骤中，被监测目标当前时刻预测的状态向量的计算方法是：
3.根据权利要求1所述的一种室内外一体化实时组合定位方法，其特征在于：所述S33步骤中，当服务器根据被监测目标与多个UWB基站之间的距离数据解算被监测目标的当前时刻实时位置状态时，卡尔曼滤波的增益矩阵Kk计算方式如公式(8)及公式(9)所示，
4.根据权利要求1所述的一种室内外一体化实时组合定位方法，其特征在于：所述S33步骤中，当服务器根据被监测目标与多个卫星之间的距离数据解算被监测目标的当前时刻实时位置状态时，卡尔曼滤波的增益矩阵ki由以下公式(12)、公式(13)及(14)计算得到：其中，
【技术特征摘要】
1.一种室内外一体化实时组合定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种室内外一体化实时组合定位方法，其特征在于：所述s33步骤中，被监测目标当前时刻预测的状态向量的计算方法是：
3.根据权利要求1所述的一种室内外一体化实时组合定位方法，其特征在于：所述s33步骤中，当服务器根据被监测目标与多个uwb基站之间的距离数据解算...
【专利技术属性】
技术研发人员：程正逢，张奇，杨长江，黄志远，付江缺，骆元鹏，鲍烨青，刘佳莹，曹鹏财，姚远，王海，易祎，李双江，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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