[发明专利]一种定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种定位方法。

背景技术

 目前，基于全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）的定位技术已经相当成熟，且GPS卫星的数目较多，分布均匀，用户接收机可在地球上任何室外地点、任何时间至少同时观测到4颗GPS卫星，确保为用户接收机实现全球、全天候的导航定位服务。但由于地球表面情况比较复杂，GPS卫星信号经受大气摩擦、森林阻隔、建筑物遮挡等因素的影响，使得GPS定位系统的应用范围受到了一定限制。如在室内定位场合中，由于用户接收机接收不到完整的GPS卫星信号，因而GPS不再适用。

近年来，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，简称WSN）、无线局域网（Wireless Local Area Network，简称WLAN）和射频标签（Radio Frequency Identification，简称RFID）等短距离无线通信技术得到了迅速发展。在城市环境和室内环境中均部署了大量的WLAN 的无线接入点（Access Point，简称AP），用户终端扫描到多个无线AP的情况经常出现，因此只要是在无线信号的覆盖范围内，利用无线信号来对室外或室内的目标装置进行定位就成为可能。

现有的基于无线信号网络的定位技术，所采用无线信号主要包括红外线、超声波、射频等传感信号进行定位。其中，基于红外线、超声波的定位技术精度相对较高，但其需要使用专门的硬件设施，且接收信号时需要视距传输，因此难以大规模部署；而基于射频信号的定位方法，具有传输距离远、无视距要求、成本低、易大规模部署等优势。基于射频信号的定位技术适用于各种采用射频信号通信的网络，如WSN、WLAN、RFID、GSM/GPRS（Global System for Mobile Communications/ General Packet Radio Service，全球移动通信系统/通用分组无线服务）、CDMA（Code Division Multiple Access，码分多址）及TD-SCAMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址）等。

在无线网络环境中，待定位终端是其位置将被确定的装置，其利用无线网络环境中的无线信号进行通信，并且利用无线网络环境中的无线信号的特征来确定其自身的位置。待定位终端的典型例子包括便携式计算机、手持电话终端或其它可移动无线通信设备。

在无线信号覆盖的环境下进行室内定位主要是对无线信号的特征进行观测，所谓的无线信号特征值，主要包括无线信号强度、信号频谱、误码率、比特差错率等可测量的、与目标装置位置相关的参数值。

目前，室内定位技术主要是基于隐马尔科夫模型（Hidden Markov Model，HMM）和观测模型所提出的。隐马尔科夫模型HMM是统计模型的一种，用于描述含有未知参数的马尔科夫过程（Markov Process，MP），利用可观测的参数来确定该过程中的隐含未知参数。马尔科夫过程MP具有如下特性：在已知目前状态的条件下，它未来的演变不依赖于它以往的演变，即该随机过程的下一个状态只取决于目前的状态，没有记忆性。

通常，待定位终端的位置由多个样点（待定位终端在移动路径上的位置采样点）的概率模型进行估计得出，其中每个样点包括位置参数和在所述样点上的信号值的期望值，根据信号值的观测结果序列及其相应的位置，可组建隐马尔科夫模型。

在隐马尔科夫模型中，状态并不是直接可见的，但受状态影响的某些变量则是可见的，且每一个状态在可能输出的符号上都有一概率分布（如高斯分布）。因此，在为待定位终端的位置与其无线信号特征值建立隐马尔科夫模型时，所述待定位终端的位置并不是直接可见的，但受其位置影响的某些无线信号特征值则是可见或可测的，且待定位终端的每一个位置在不同的时刻上都有一个概率分布。

为了提高对室内的目标装置或待定位终端进行定位的准确性，在现有的一个技术解决方案（中国专利申请号：03815410.2）中，其基于隐马尔科夫模型和一个或多个过去或未来的观测结果，来对待定位的目标装置的位置进行估计。在该技术方案中，没有考虑不同目标装置的移动速度对马尔科夫一步转移概率矩阵的影响，且该马尔科夫一步转移概率矩阵一旦建立，便固定不变，没有学习或更新能力，长此以往有可能会降低定位结果的可靠性。