[实用新型]一种自主室内定位系统

说明书

技术领域

本实用新型属于导航定位技术领域，尤其是涉及一种自主定位系统。 

背景技术

目前，GPS是应用最为广泛的导航定位技术。其显著优点是：能够直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息，在全球范围内，任意时刻、任意气象条件下为用户提供连续不断的高精度三维位置、速度和时间信息，然而，GPS定位依赖于接收机看到的卫星星座，在某些特定的环境下，例如，建筑物造成的信号反射、城市中高楼之间的遮挡，以及隧道、底下停车场造成的信号失锁，都容易使得GPS接收机无法定位或者定位精度下降，以至于不能提供正确有效的服务。 

另外，随着无线通信技术的发展，新兴的无线网络技术，例如WiFi、ZigBee、蓝牙和超宽带等，在办公室、家庭、工厂等室内定位也得到了广泛应用。这种无线网络技术，需要在卫星不能覆盖的建筑物内建设基站，非常不易于安装而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。不管是GPS定位技术还是利用无线传感器网络进行定位都有其局限性。 

现有的技术一般多采用单一的导航定位技术，尤其对于建筑物室内的定位，存在着体积大、难以集成和精度较差等缺点，难以满足人们对位置信息高精度的定位要求。 

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够适应于复杂情形下进行精确定位的自主室内定位系统。 

为了解决上述问题，本实用新型所采用技术思路是：一种自主室内定位系统，包括：用于获取载体的GPS定位数据的第一子系统；用于获取载体的角速度和加速度数据的第二子系统；所述第一子系统、第二子系统分别将获取的所述GPS定位数据、角速度和加速度数据送到数据处理子系统。 

还包括用于获取载体的高度数据的第三子系统，所述的第三子系统与所述的数据处理子系统连接。 

所述的数据处理子系统包括用于处理并获得载体在第二区域定位信息的数据校正单元，其连接用于记录第一区域定位信息及状态的数据记录单元。 

所述的第一子系统为GPS导航系统。 

所述的第二子系统为惯性测量子系统。 

所述的第三子系统为气压高度计子系统。 

所述的GPS导航系统包括：GPS接收天线和嵌入式GPS接收机，其中，所述的嵌入式GPS接收机包括放大器模块，其连接频率变换模块，所述的频率变换模块连接A/D转换模块，所述的A/D转换模块连接码同步模块，所述的码同步模块连接信号解调模块，所述的信号解调模块连接I/O通讯模块，所述的I/O通讯模块连接GPS定位算法模块。 

所述的惯性测量子系统包括：用于测得角速度和加速度数据的陀螺仪和加速度计；以及用于测得载体运动方向的三维磁场强度的磁阻传感器。 

所述的陀螺仪的数目为三个，所述的加速度计的数目为三个，所述的磁阻传感器的数目为三个。 

所述的气压高度计子系统包括：压力传感器；所述的压力传感器连接运算放大器，所述的运算放大器连接模数转换器，所述的模数转换器连接I/O接口。 

所述的数据处理子系统包括至少一个微处理机。 

本实用新型具有以下有益效果： 

第一，将至少两种导航手段例如：GPS导航系统、惯性测量子系统、气压高度计子系统进行有机结合，通过滤波估计既可以得到精度高且不发散的室内、外载体的位置、速度和姿态信息，而且可以提高捷联运算的精度。

第二，借助GPS高精度二维平面定位精度和误差无积累的优点，估计出惯性测量子系统在载体上的常值误差，通过校正后提高惯性测量子系统在载体上的室内定位精度。 

第三，采用采用陀螺仪、加速度传感器、磁阻传感器、气压高度计大大减小了室内定位系统的成本和质量，提高系统的动态范围和相应速度。 

第四，数据处理子系统同时高效的完成多种复杂任务，具有冗余复用的特点，即完成惯性测量子系统的算法处理，可完成组合滤波处理、修正算法处理，这样就有效的利用了资源。 

第五，通过互补修正后的自主室内定位系统响应速度快、质量轻，精度高。 

附图说明

图1为本实用新型的自主室内定位系统的实施例结构原理图； 

图2为图1所示系统的第一子系统的实施例结构示意图；

图3为图1所示系统的第二子系统的实施例结构示意图；

图4为图1所示系统的第三子系统的实施例结构示意图；

图5为本实用新型的自主室内定位系统的具体实施例结构示意图。

具体实施方式