[发明专利]用于使用Wi-Fi与GNSS掺合的混合定位的系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于使用Wi‑Fi与GNSS掺合的混合定位的系统及方法。装置(300)包括Wi‑Fi网络位置处理引擎(302)、GPS位置处理引擎(306)及混合处理引擎(304)。所述Wi‑Fi网络位置处理引擎(302)可基于来自Wi‑Fi网络产品的Wi‑Fi位置信号产生Wi‑Fi位置信号。所述GPS位置处理引擎(306)可基于来自GPS的GPS位置信号产生GPS位置信号。所述混合处理引擎(304)可确定是基于所述Wi‑Fi位置信号产生第三位置信号、基于所述GPS位置信号产生所述第三位置信号还是基于所述Wi‑Fi位置信号及所述GPS位置信号产生所述第三位置信号，且可基于由所述Wi‑Fi位置信号、所述GPS位置信号及所述Wi‑Fi位置信号与所述GPS位置信号的组合组成的群组中的一者产生所述第三位置信号。

技术领域

本发明涉及定位技术，特定来说，涉及借助掺合多种位置技术的混合定位。

背景技术

基于位置的服务是移动应用的新兴领域，其利用新装置计算其当前地理位置且将所述地理位置报告给用户或服务的能力。这些服务的一些实例包括在娱乐、工作、健康或个人生活的背景下识别一个人或对象的位置。

基于位置的服务需要无论在什么地方可工作的瞬时可靠定位系统。由于没有单种定位技术可满足此需求，因此组合不同定位技术以补偿个别技术自身的限制可提供较好的结果。此些组合通常包括全球导航卫星系统(GNSS)与其它非GNSS定位系统(例如Wi-Fi及/或蜂窝式定位技术)的结合。混合定位引擎(HPE)利用主动协作的多种定位技术以便提供高度准确的位置估计。论述常规混合定位系统的限制且提供用于借助Wi-Fi与GPS掺合的混合定位的新算法。本文中所论述的Wi-Fi包括基于IEEE802.11标准的任何无线局域网产品。应注意，本文中使用Wi-Fi作为无线局域网产品的非限制性实例。本文中所论述的GPS包括可操作以提供位置及时间信息的任何卫星定位系统。

全球定位系统(GPS)是使用卫星借助全球覆盖提供自主地理空间定位的GNSS。GNSS允许小电子接收器使用通过无线电沿视线(LOS)从卫星发射的时间信号确定其位置(在几米内)。GPS在“开放天空”环境(例如，农村地区及在公路上)中提供高度准确的位置结果。GPS在建筑物阻挡卫星的视野的城市地区表现较差，且其不提供建筑物内部的任何覆盖。

在室内环境中或在密集的城市峡谷中，这里基于低电平卫星的信号由于遮蔽及环境降级而被严重损害，基于Wi-Fi的定位系统提供较好的结果。针对室外及室内环境，Wi-Fi定位正作为GNSS定位的补足及补充而迅速得到接受。Wi-Fi热点就是在GNSS开始艰难进行的区域中普遍存在且许多智能装置已经配备可支持定位应用的Wi-Fi技术。

由于若干因素GNSS接收器的性能在深城市峡谷中通常较差，例如可见卫星的数目低及由多个高层建筑导致的沉重多路径。Wi-Fi定位通过利用Wi-Fi接入点(AP)的大的已安装用户基础而在GPS表现较差的地方工作良好。另外，Wi-Fi的低范围实现合理的定位准确性。AP或热点在室内具有约20米的范围且在室外具有较大范围。热点覆盖可包含小到具有阻挡无线电信号的墙壁的单个房间或大到由多个重叠AP覆盖的许多平方英里的区域。

终端用户需要在任何地方且在每个地方知道其位置感知，然而，没有一种位置技术在所有位置中提供适度性能。掺合不同技术用于定位(举例来说，Wi-Fi与GPS)提供对总体良好定位准确性的解。然而，为有效地掺合，需要考虑某些关键点。由于GPS性能可在深城市峡谷中相当剧烈地降级，因此期望早认识到此且防止大的GPS漂移。如果掺合仅在GPS已漂移太多时生效，那么其将不能帮助将GPS校正回到正确路径。此外，应在GPS需要掺合时执行掺合以帮助GPS，否则其可伤害GPS性能。在一种情形中，当GPS定位已经良好，与较差Wi-Fi定位掺合可导致总体较差混合定位(与仅GPS定位相比)。最后，需要在与GPS掺合之前对Wi-Fi定位准确性进行评估。如果Wi-Fi定位本身并非良好，那么将其与GPS掺合将不提供良好结果。通常，GPS与Wi-Fi锁定使用其锁定的经加权总和以前馈方式掺合，在图1的帮助下对此予以进一步解释。