[发明专利]基于路径损耗校正模型的信号强度定位装置和定位方法

说明书

本发明公开了一种基于路径损耗校正模型的接收信号强度(RSS)定位装置和定位方法，采用室外移动通信的RSS作为定位的测距信息，首先根据移动通信信号的频率范围、传播环境、基站布设选择已有的路径损耗模型建立路径损耗的校正模型，求解该模型的校正参数，将校正参数与解析出的信号参数及其他相关信息用于校正参数指纹库的构建中；建立LTE接收信号强度与距离的伪距模型，进行基于移动通信信号的RSS定位的方法。本发明通过路径损耗校正模型将RSS与收发机之间的距离相关联，路径损耗校正模型的RSS定位方法具有自适应能力，能够在同一类环境下不同位置直接用RSS与已有自适应调正后的校正参数来获取LTE基站到定位装置的伪距信息，产生较高的定位精度。

技术领域

本发明涉及室外导航定位技术领域，具体涉及一种基于路径损耗校正模型的信号强度定位装置和定位方法。

背景技术

全球定位系统(GNSS)凭借其本身应用成本低、精度高等优点，正广泛深入地渗透于测绘、交通、公共安全和遥感等领域，目前已成为应用最广泛、技术最成熟、精度最高的导航定位技术。但是，地球表面接收到的卫星导航信号非常微弱，地形以及不可避免的的干扰都会对其造成影响，尤其是在城市峡谷、室内、地下和隧道等复杂中小城市环境下，信号传播遭受严重的遮挡而造成定位系统“丢星”，甚至导致系统因为缺少必要数目的卫星而无法完成定位。

为了有效补充GNSS定位系统，为用户在任何时间、任何地点都能提供精确的导航定位服务，研究一种既可以低成本、高精度、独立完成定位任务，又可以提供接口辅助GNSS稳定定位导航的技术成为现今定位导航领域亟待解决的问题。近几年来，在复杂城市环境下基于已有的蜂窝基站信号进行定位进行了深入的研究，由于基于移动通信的RSS定位算法简单，并且易于实现、硬件设备价值低，因此得到了广泛的关注。目前，主要采用自由空间下路径损耗信号强度定位与指纹数据库定位法，这两种方法都是提前在测试区域建立移动通信的RSS与对应位置坐标点匹配的指纹数据库信息，只能在该数据库指定的位置范围内进行定位，其数据库信息不能在其他位置下通用。故基于移动通信RSS定位时，如何将测试时得到数据参数信息在不同位置能够直接或间接用于定位解算，并提高其定位精度，也正是现阶段亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种基于路径损耗校正模型的信号强度定位装置和定位方法，实时接收并解析基站信号进行无源定位，具有很好的自适应定位能力，并能提高定位精度。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种基于路径损耗校正模型的信号强度定位方法，所述定位方法包括以下步骤：

(1)根据移动通信信号的频率范围、传播环境、基站布设选择已有的一种路径损耗模型，如COST231-HATA模型、扩展后COST231-HATA模型、COST231-Walfish-Ikegami模型、SUI模型及SPM模型等，建立路径损耗校正模型，确定待校正的参数个数；

(2)对一预设范围进行多次打点，采集室外基站发射的移动通信信号及本地基站信息数据库并实时解析，获取打点处位置的实时环境信息数据；

(3)将步骤(2)中解析得到的数据及实时环境数据用于路径损耗校正模型中，采用共轭梯度法求解路径损耗校正模型，获取多组校正参数；

(4)在同一类环境下不同位置，利用步骤(3)获得移动通信信号数据及校正参数，建立移动通信信号解析参数及周围环境GIS信息—校正参数对应关系的校正参数指纹库；

(5)根据路径损耗校正模型中信号强度衰减值与距离关系，构建伪距模型，利用步骤(2)解析出的移动通信信号参数及环境信息数据与步骤(4)建立的校正参数指纹库进行匹配得到最佳的一组校正参数，代入伪距模型中得到较为精确的伪距值，再进行位置解算获取定位坐标点，即获取打点处的实时定位结果。

作为上述技术方案的进一步改进：