[发明专利]基于多模信号的混合定位方法及系统

说明书

技术领域

   本发明涉及一种使用多种定位信号协同的地理位置定位方法与定位系统。

背景技术

当前导航终端的绝大多数采用卫星定位系统 (SPS)，GPS(Global  Positioning System) 作为SPS定位系统的一种，它具有全天候不受天气影响；全球覆盖（高达98%）；三维定点定速定时高精度；快速、省时、高效率；应用广泛、多功能；可移动定位等特点。

但在城市环境中，由于建筑物相对较为密集，会对卫星信号产生屏蔽、反射、 衰减和衍射等作用，严重干扰了卫星信号传播，从而大幅降低卫星定位的精度和定位速度。特别在钢筋混凝土结构的建筑物内，采用SPS定位的系统基本无法工作。SPS 的定位性能在有效性和准确性方面都受到了损害。

针对在建筑物集中的区域卫星信号在室内无法获取信号，定位需要的时间长，信号质量较低等缺点，近几年提出了一种基于手机基站的定位技术。

手机GSM定位（后面简称GSM定位）相对于SPS定位，精度较差，但定位速度较快，且不受室内和室外的影响，只要周围有足够的手机信号基站，就能实现定位。特别在建筑物集中的城市，基站数目较多，测量精度较高，定位性能改善明显。

但是，受手机信号覆盖的范围限制和城市中混凝土结构的屏蔽、反射等的作用，GSM定位的精度同样受环境影响较大，定位精度较差。

除了上述这两种常见的定位方式，还有一种利用WIFI网络(IEEE 802.11)接入点发射信号的定位系统。在这个系统中，终端首先扫描一定范围内的 WIFI 接入点，从而得到他们的 MAC 地址、各自的功率及接收信号的强度(RSS，Received Signal Strength)。终端再根据扫描得出的 MAC 地址，通过访问数据库搜索接入点的地理位置，用各自的功率进行重心加权，以估算系统的位置。

这个系统要求能够访问包含接入点和各自的地理位置的列表的数据库。 这些数据可以协作地或通过集中的方式进行收集。

协作收集，指的是具有便携的 WIFI/GPS 终端的个人在他们移动过程中提供他们的位置和在那些位置上的 WIFI 扫描结果 (MAC 地址和 RSS 等级 )。集中收集，指的是装备有 GPS 接收器和 WIFI 终端的交通工具纵横穿梭于根据预定的线路对应的区域里，以收集MAC地址和RSS等级。

利用WIFI网络(IEEE 802.11)接入点的定位方式优点很明显，只要主机能够访问包含接入点和各自的地理位置列表的数据库并且能搜索到WIFI接入点，且只要搜索到一个WIFI接入点，就能得到终端的定位信息。定位的精度取决于WIFI接入点的密度和数据库中收集的GPS定位信息。理想情况下，这种定位方式的定位精度介于GPS定位和GSM定位之间。这种定位方式也存在着一些缺点，如在没有WIFI接入点的位置，或者不能提供WIFI定位数据库的位置，及当地的WIFI接入点还没有录入到定位数据库中等，都不能使用WIFI定位的方式进行定位。

综合上述各种常规定位方法，为了解决传统定位方式的不足。本发明提供一种基于多模信号的混合定位方法及系统。这种定位方式以一种智能的方式混合利用多模信号的采集数据，互相补充，互相协作，互相校正，在保证主机便携性的情况下，极大地提高了常规定位方式的定位速度，定位精度和使用范围，大大拓展了传统定位方式的使用环境，且能在多种复杂环境下使用。不论在混凝土结构的室内，没有手机信号的地下车库，或者是空旷的室外，基于多模信号的定位系统都能快速得到精确的定位位置。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于多模信号的混合定位方法及系统。定位系统同时采集多种定位通信模块的定位信号，再将采集的数据统一使用混合定位算法进行精确校正计算，从而确定主机的精确位置。可将定位系统冷启动后第一次定位的时间缩短到15秒内，在室内或者室外的定位位置精确到10米内，同时扩展了常规定位系统的工作环境，实现室内室外全区域覆盖。

本发明解决技术问题所采取的技术方案为：

本发明系统包括主机、定位信息处理服务器、地理信息处理服务器。所述的主机包括MCU，定位通信模块，通信模块天线系统，GSM/GPRS模块、人机交互界面和电源管理模块。

所述的定位通信模块包括GPS定位通信模块、WIFI定位通信模块和GSM定位通信模块；