[发明专利]一种基于概率指纹的多基站定位方法

说明书

本发明一种基于概率指纹的基站定位方法，采用连续信号采样方式及相应的概率统计方法生成概率指纹与伪概率指纹，通过概率相似度匹配克服了传统采样和匹配定位方法容易受到信号强度波动干扰的缺点，提高了利用多个基站信号进行定位的准确性，本发明充分利用多个相邻基站的信号强度概率统计信息，提高了定位精度，不需要在终端设备上增加额外的设备，从而有利于在普通大众消费型手机终端上实现较精确的室内定位应用。

技术领域

本发明涉及一种基于概率指纹的多基站定位方法。

背景技术

室内定位技术在室内公共场所监控、室内导航应用中具有重大价值，因此在无法接收GPS信号的室内环境下，如何实现室内定位成为人们关注的焦点。现有的室内定位技术主要有：光跟踪定位技术、蓝牙定位技术、超声波定位技术、基于WIFI的定位技术和基站定位技术等。其中，基站定位技术相比其它方法具有覆盖范围广、实现成本较低等优点而受到关注。

传统的直接利用基站CID（编号）进行单基站定位的精度很低；而基于信号到达时间（TOA）或到达角度（AOA）的定位方法需要在定位终端上安装额外的授时设备或阵列天线，因此不具普遍性；基于基站信号强度的定位方法不需要额外设备，因此在大众消费的普通手机上均能实现，具有覆盖广成本低的优点。但是，传统基于基站信号强度的定位方法容易受到基站信号波动影响，从而影响定位精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于概率指纹的基站定位方法，克服了传统基于基站信号强度的定位方法容易受到基站信号波动影响，从而影响定位精度的问题，在基站定位覆盖范围广成本低的优势上提高了利用多个基站信号进行定位的准确性，从而有利于在普通大众消费型手机终端上实现较精确的室内定位应用。

本发明一种基于概率指纹的基站定位方法，包括如下步骤：

步骤1、在信号采样时，在每一个经纬度坐标上在一段时间内连续采样，一个采样点对应一系列采样值，将采样点的经纬度坐标、接收到的各基站CID、每个基站对应的信号强度、运营商类型及采样时间上传到多基站定位中心记录进数据库的采样信息表中，供多基站定位中心进行数据处理；

步骤2、多基站定位中心对所有上传的采样点进行栅格划分，并统计栅格内同一个基站CID信号强度的概率分布，将所有基站CID的信号强度概率分布生成概率指纹作为定位特征存储在多基站定位中心的定位数据库中；

步骤3、在定位阶段，手机终端将接收到的基站信号强度的伪概率指纹与对应的基站CID集合上传到多基站定位中心，与多基站定位中心的定位数据库中的概率指纹比较概率相似度，依据概率相似度选择最相似的栅格中心位置作为当前的定位位置。

所述的步骤2具体包括如下步骤：

（1）对所有上传的采样点进行栅格划分：

在采样信息表中寻找所有记录的经度和纬度的最大最小值，经度最小值记为minLon，经度最大值记为maxLon，纬度最小值记为minLat，纬度最大值记为maxLat；

以长度r为步长，将步长换算为经纬度数记为θ，从经度最小值minLon开始以每θ度划分横向栅格直至经度最大值maxLon,得到栅格的横向边界位置坐标集:

{minLon，minLon+θ,minLon+2θ,minLon+3θ,……,maxLon}

从纬度最小值minLat开始以每θ度划分纵向栅格直至纬度最大值maxLat,得到栅格的纵向边界位置坐标集:

{minLat，minLat+θ,minLat+2θ,minLat+3θ,……,maxLat}

根据栅格边界即可把采样区域划分为许多方形栅格，每个栅格记为Cell（m,n），其对应的区域范围即为：minLon+mθ≤经度≤minLon+(m+1)θ；minLat+nθ≤纬度≤minLat+(n+1)θ；