[发明专利]一种基于惯性信息和机会无线信号特征的实时定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信领域的定位方法，尤其是涉及一种基于惯性信息和机会无线信号特征的实时定位方法。 

背景技术

伴随着移动设备和个人设备的普及，定位技术成为当前及未来的热门研究领域。定位系统能够判断终端设备的位置信息，同时将位置信息用于基于位置的服务，如导航、跟踪、监测等。根据使用范围划分，基于位置的服务主要包括室外定位应用和室内定位应用。 

在室外定位系统中，通常使用全球定位系统(GPS)或其他卫星定位系统进行定位。GPS系统能够很好的提供室外的个人定位信息，利用GPS进行定位的优势是卫星有效覆盖范围大，且定位导航信号免费。但是GPS依靠卫星和接受者的之间信号的视距传输，而GPS卫星发射的无线信号太微弱，无法穿透大部分的建筑物等障碍物，导致在室内的情况下，GPS系统定位并不准确，而且定位终端的成本较高。 

由于无线通信的业务有70％以上在室内开展，近年来室内定位技日益受到关注。室内定位系统用于提供个人和设备的室内位置信息。精度和计算收敛时间被认为是定位技术最重要的因素，现在己有很多室内定位技术，例如红外室内定位技术、射频识别技术、无线局域网定位技术、航位推算技术等。 

现将这几种技术的主要特点简要列举如下： 

1)红外室内定位技术 

红外(Infrared)是用于室内定位的最早的技术，红外线室内定位技术定位的原理是，红外线IR标识发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。虽然红外线具有相对较高的室内定位精度，但是由于光线不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播。直线视距和传输距离较短这两大主要缺点使其室内定位的效果很差。当标识放在口袋里或者有墙壁等遮挡时便无法正常工作；并且需要在每个房间、走廊安装接收天线，造价较高；红外线容易被荧光灯或者房间内的灯光干扰造成定位精度下降。因此，红外线只适合短距离传播，而且在精确定位上有局限性。 

2)射频识别(RFID)技术 

射频(Radio Frequency)也常用于个人室内定位(IPS)。射频识别技术利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别和定位的目的。这种技术作用距离范围较大，并且可以在几毫秒内得到厘米级精度的定位信息，并且由于不依赖于可见光，适用范围更广。但由于设备造价较高并且涉及隐私问题，并且容易被金属或水环境所影响，该定位方法依然没有得到大规模使用，只在特定场景下发挥作用。 

3)无线局域网(WLAN)定位技术 

无线局域网(WLAN)基于1EEE802.11协议，是以无线信道作传输媒介的计算机局域网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。移动用户对信息的即时性和就地性的需求越来越强烈，这就给基于WLAN系统的位置服务提供了广阔的发展空间。WLAN系统中定位技术主要有基于RSSI(Received Signal Strength Indication，接收信号强度指示)或TOA/TDOA/AOA的三角定位、信号强度定位等技术。其中，信号强度定位技术主要包括信号强度指纹/信号传播模型定位等两类方法。有很多著名的WLAN定位系统，如RADAR系统将信号强度和信噪比signal-to-noise用于三角定位技术，通过建立射频信道传播模型，多个WLAN接入点(APs)能够根据信号空间(NNSS) 定位算法里最近的邻居来定位出移动基站。CAMPASS系统通过WLAN基础设施和数字指南针，为携带有WLAN设备的用户提供低成本以及相对高精度的定位服务。 

4)航位推算(Dead Reckoning) 

航位推算技术是一种很重要的导航技术，Dead Reckoning起源于17世纪航海，指由己知的定点以罗盘及航速推算出目前所在位置的方法；根据上次所测定的位置，以及前进方向、速度、时间、距离就能够算出当前的位置信息。基于不同的物理特性和应用环境，航位推算传感器可以相互组合实现不同的配置方案，如陀螺仪和加速度计组合的惯性导航系统，磁力计和加速度计组成的无漂移定位方法，陀螺仪、磁力计和加速度计元余定位方法等。Dead Reckoning在短距离定位上有较高的精度，但是具有累积误差的缺点。 

发明内容