[发明专利]室内空间泛在定位信号指纹库稀疏表征和匹配定位方法

说明书

本发明属于导航定位和位置服务领域，公开了一种室内空间泛在定位信号指纹库稀疏表征和匹配定位方法，对每个定位源以一定时间间隔采集一组观测值，形成一个观测值矩阵；从观测值矩阵得到关于定位源位置的泛在信号特征表征；在定位区域，若干个位置采集观测值矩阵，建立一个与位置关联的泛在信号特征表征矩阵；对采集到的定位信号观测值进行处理得到定位特征量，将该特征量与定位特征指纹库中的特征指纹进行匹配；计算移动终端设备的当前位置，并进行显示。本发明采用泛在信号指纹特征稀疏表征指纹库建库方法和稀疏表征指纹匹配定位方法，易于以众筹方式采集指纹库和推广应用。

技术领域

本发明属于导航定位和位置服务领域，尤其涉及一种室内空间泛在定位信号指纹库稀疏表征和匹配定位方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

随着移动通信产业的壮大和发展，用户在享受无线网络给社会生产生活带来的巨大便利时，对基于多元化和个性化的位置信息服务需求也呈大幅度增长趋势。与此同时，随着移动终端的广泛普及，为高效便携的位置估计提供了强有力的支撑。得益于前期市场培养，用户已经习惯于将移动终端作为生活服务入口，并充分使用位置服务带来的便利。随着生活服务与移动终端的深度结合与场景化运营的探索，移动终端的入口属性将进一步扩大。在无遮挡的空旷室外环境中，全球定位系统和蜂窝网络定位系统以其成熟的技术和良好的系统性能成为当前最具有发展潜力的定位方法。但是，在室内复杂环境中无线信号受到多径效应的影响，全球定位系统和蜂窝网络定位系统不能很好满足人们对于定位性能的要求。

因此，众多国内外知名学术研究机构对室内定位系统展开了深入的研究，根据不同的无线信号特性提出了多种室内定位系统，如基于蓝牙的室内定位系统、基于射频标签的室内定位系统、基于UWB的室内定位系统以及无线局域网室内定位技术等。

基于蓝牙的室内定位系统不但要求移动设备具有蓝牙功能，而且还必须重新部署蓝牙接入点，由于其整体造价太高，该方法目前还没有投入市场推广；基于射频标签的室内定位系统通常适用于短距离定位，且不具有通信能力；

基于UWB的室内定位系统在定位准确度、定位成本、系统能耗以及服务质量等方面都具有良好的市场竞争优势，是目前很有潜力的室内定位技术，但是就目前而言，UWB技术尚未成熟，还有很多核心问题亟待解决，并且没有实际可用硬件设备。

对比上述的几种室内定位系统，无线局域网室内定位系统不需要额外的硬件设备，只需要在移动设备上安装相应的数据采集软件就可以实现用户的高精度室内定位，因此无线局域网室内定位系统可以有效地弥补室外定位系统的不足和缺陷。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术，高精度定位系统需要特制的硬件，整个系统的成本很高。

(2)目前，泛在信号指纹匹配室内定位系统以其成熟的理论基础、实施的低成本和潜在的市场应用价值，成为国内外高校和企业研发机构的研究热点。

指纹匹配方法有基于贝叶斯原理，或基于信号域的距离最短原理等不同的方法。无论采用哪种原理，指纹匹配方法都需要在离线阶段采集足够数量的泛在信号观测值，并建立信号特征指纹库，用于在线阶段匹配定位。指纹匹配方法的优点包括1)不需额外布设基础设施、成本低；2)易于以众筹方式采集指纹库和推广应用。但是在应用中，采集观测值生成指纹库的过程繁琐，需要人工现场作业，且易受作业环境的干扰。这些问题降低了指纹匹配方法的可用性和市场接收程度。

解决上述技术问题的难度和意义：