[發明專利]基于GSM/MEMS融合的高精度室內融合定位方法

有效

• 申請號: 201710614908.5
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107389063B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 周牧;劉儀瑤;舒月月;謝良波;聶偉;楊小龍;田增山;王向勇
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/18
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 譚小琴

本發明公開了一種基于GSM/MEMS融合的高精度室內融合定位方法，首先利用GSM無線信號的多徑及非視距傳播造成的位置指紋特性，采用搜索匹配進行位置指紋定位；然后根據慣性傳感器件的輸出數據解算出目標行人行走速度和航向角，獲得用戶的相對位置信息；最后利用抗差擴展卡爾曼濾波器將兩者輸出的位置結果進行融合。本發明通過引入抗差擴展卡爾曼濾波算法，將GSM環境下位置指紋定位結果與MEMS輸出數據結合，使定位系統間優勢互補，能夠有效地克服MEMS器件定位存在的累積誤差和GSM定位中存在的RSSI擾動對定位精度帶來的影響，全方位覆蓋定位盲點，在室內環境中實現高精度的定位效果。

技術領域

本發明屬于室內定位技術，具體涉及一種基于GSM/MEMS融合的高精度室內融合定位方法。

背景技術

基于位置感知的服務(Location Based Service,LBS)為人們日常生活帶來巨大便利， 巨大的定位市場需求推動了定位技術的飛速發展。室內高精度定位作為對全球定位系統 (Global Positioning System,GPS)的補充，具有廣闊的市場前景。在主動定位方面，室內 定位技術能為火災、礦井等搜救，醫療救護，物流管理，設備監測等場合帶來巨大便利， 同時在被動定位方面，通過數據挖掘和大數據分析，實現有針對的商品信息推送、兒童監 護以及目的性引導，具有廣泛的應用價值。

目前，主流的室內定位系統有射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)定位系 統、藍牙(Bluetooth)定位系統、無線局域網(Wireless Local AreaNetwork,WLAN)定位 系統、MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)傳感器自主定位系統、紅外線(Infrared Ray， IR)定位、超寬帶(Ultra Wide Band,UWB)定位、ZigBee定位和基站定位系統。其中傳感 器定位技術是完全自主的定位技術，它既不向外部發射信號，也不從外部接收信號，且短 時定位精度高，能在室內、礦井、橋下等無線信號覆蓋不了的場所實現高精度定位。但基 于傳感器的定位只能確定運動目標的相對位置。

因此，有必要開發一種基于GSM/MEMS融合的高精度室內融合定位方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于GSM/MEMS融合的高精度室內融合定位方法，能實現室 內空間的高精度無縫定位。

本發明所述的基于GSM/MEMS融合的高精度室內融合定位方法，包括以下步驟：

步驟一、選定目標定位區域，設置坐標原點和H個參考點，建立位置指紋坐標系；

步驟二、利用掃頻的方式采集GSM信號強度值；利用GSM路測軟件，設置不同的預設頻點和基站識別色碼其中a_i＝1,2,…,N_A,i＝1,2,…f₁，b_j＝1,2,…,N_B,j＝1,2,…f₂；

步驟三、采集并存儲所述步驟一中參考點p處在預設頻點和基站識別色碼下的接 收信號強度值p＝1,2…H，直到p＝H時存儲完成，構建位置指紋數據庫；

步驟四、在線階段，采集動態行走區域內接收信號強度值RSS^oli，將同一秒中采集到的 信號強度序列取均值，按秒為標準進行存儲，第t秒采集到的信號強度值對應于步驟二中設 置的頻點和基站識別色碼即

步驟五、運用加權K近鄰法算法，將在線階段采集的接收信號強度與位置指紋數 據庫進行匹配，得出GSM位置指紋定位結果(x^GSM,y^GSM)；