[发明专利]一种基于可见光LED的GPS室内定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及定位技术领域，特别是涉及一种基于可见光LED的GPS室内定位系统。

背景技术

目前在室内定位中广泛采用无线信号，而无线信号在室内定位中存在信号强度弱、衰落较大、信号干扰严重、存在盲区等若干问题，本系统即可以有效解决这些技术问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于可见光LED的GPS室内定位系统，在室内定位中信号强度大、对抗衰落效果明显、抗干扰能力强、覆盖范围广，同时可以实现室内外GPS定位的一体化。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于可见光LED的GPS室内定位系统，包括控制系统、发射机、用户设备三部分；

所述的控制系统的功能是从卫星接收GPS信号，再向系统中的每个LED灯独立地发送，发送给每个LED灯的GPS信号除了包含控制端的位置信息外，也包含有该LED灯相对于控制端位置的偏移信息，从而让每个LED灯发射的都是携带该灯实际位置的信息，此外，控制系统还能够控制整个LED灯系统的电源、监测LED灯系统的运行情况；进一步地，为了提高精度，控制系统还要完成所有LED灯的时钟校正工作，时钟系统的精度为10^-9秒，利用光纤或电力线等媒介传递定位信号，对整个时钟系统进行校正；

所述的发射机采用可见光LED灯，前端需要安装信号接收端，接收来自控制系统的GPS信号，并将这一信号发射出去，发射的光信号覆盖室内环境，从而向用户设备提供相应的定位数据；

所述的用户设备包括光探测器接收机本身的硬件和软件以及处理GPS信息的软件包，功能就是捕捉并跟踪相应的定位信号，当捕获定位信号之后，用户设备就完成接收机与目标卫星之间伪距及其变化率的测量，从而获得目标卫星的相应轨道参数，获取这些信息之后，用户设备中的处理器就通过计算确定自身的位置。

所述的用户设备部分还包括光探测器PD，在室内定位的应用场景下，系统把光探测器PD作为无线光通信链路中的接收端，作用和无线通信链路中的天线地位是等同的，系统在室外定位的应用场景下能够利用天线进行定位，当用户需要切换室内/室外定位环境时，系统能够自适应利用光探测器PD或无线天线作为接收端。

本发明用可见光作为GPS信号的载波，再与系统中的室内光探测器和相应信号处理模块结合起来进行定位；系统同时包含与传统GPS接收机相同的天线装置，在室内/室外定位环境中能够自适应利用光探测器或无线天线作为接收端，实现室内外GPS定位的一体化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是在室内定位中信号强度大、对抗衰落效果明显、抗干扰能力强、覆盖范围广，同时可以实现室内外GPS定位的一体化。

附图说明

附图为本发明的框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

参照附图，一种基于可见光LED的GPS室内定位系统，包括控制系统、发射机、用户设备三部分；

所述的控制系统的基本功能即是从卫星接收GPS信号，再向系统中的每个LED灯独立地发送，发送给每个LED灯的GPS信号除了包含控制端的位置信息外，也包含有该LED灯相对于控制端位置的偏移信息，从而让每个LED灯发射的都是携带该灯实际位置的信息，此外，控制系统还能够控制整个LED灯系统的电源、监测LED灯系统的运行情况；进一步地，为了提高精度，控制系统还要完成所有LED灯的时钟校正工作，时钟系统的精度为10^-9秒，利用光纤或电力线等媒介传递定位信号，对整个时钟系统进行校正；

所述的发射机采用可见光LED灯，前端需要安装信号接收端，接收来自控制系统的GPS信号，并将这一信号发射出去，发射的光信号覆盖室内环境，从而向用户设备提供相应的定位数据；

所述的用户设备包括光探测器接收机本身的硬件和软件以及处理GPS信息的软件包，功能就是捕捉并跟踪相应的定位信号，当捕获定位信号之后，用户设备就完成接收机与目标卫星之间伪距及其变化率的测量，从而获得目标卫星的相应轨道参数，获取这些信息之后，用户设备中的处理器就通过计算确定自身的位置。

除了传统GPS定位系统中的天线之外，用户设备部分还包括光探测器PD，在室内定位的应用场景下，系统把光探测器PD作为无线光通信链路中的接收端，作用和传统无线通信链路中的天线地位是等同的，出于室内室外定位一体化方面的考虑，系统在室外定位的应用场景下能够利用天线进行定位，当用户需要切换室内/室外定位环境时，系统能够自适应利用光探测器PD或无线天线作为接收端。