[发明专利]一种基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法

说明书

本发明涉及一种基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法，主要解决现有技术中存在的定位结果为估计值，定位结果不准确，不能计算终端运行轨迹的技术问题。采用基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法包括根据CHAN算法进行三维室内粗定位出基站采集TOA数据，预处理，建立基站加权投票估值模型,建立度量值拆分模型拆分出真实时延模型，噪声时延模型及干扰时延模型；建立机器学习度量微调模型，建立精确多点三维定位模型；建立精确三维定位优化模型；将精确三维定位优化模型用于精确多点三维定位模型，建立改进终端运动轨迹定位模型完成运动终端轨迹定位的技术方案，较好的解决了该问题，可用于室内三维定位的跟踪与轨迹方法中。

技术领域

本发明涉及室内定位领域，特别涉及到一种基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法。

背景技术

从传统GPS导航到大众点评、微信等基于地理位置的消费服务社交软件，定位技术发展日益成熟完善。基于通信基站的定位研究问题，在科研和工业界都吸引了极高的关注。一方面，定位为题与统计信号与处理、最优估计理论、优化算法等诸多领域都有联系，诸如数据拟合、最小二乘估计、半正定规划、流形学习等诸多数学工具都能被应用于求解上述问题。另一面，工业界对于如何高精度的在现有的通信设备上完成以上功能也十分关注。随着无线网络通信的快速发展，提供基于地理位置信息的服务已经成为最具市场前景和发展潜力的业务之一。使用基于运营商无线通信基站的方式对手机进行定位，则可以规避传统室内wifi定位。商用基站的覆盖范围、信号质量均优于WiFi。而且，用户也期望自己的手持终端能够随时保持对基站设备的接入。同时，运营商推进定位服务的盈利模式清晰，在基础的数据服务之外，还可以通过为用户提供增值服务而促进运营商的业务发展。基于无线通信基站的定位技术有着广阔的应用前景和巨大的商业价值。

目前，现有的基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法大多基于室内密集分布的WiFi设备与手机之间的通信方式。其存在定位结果为估计值，未考虑基站距离终端距离不同对结果的干扰，未考虑非视距传播，定位准确度低；不能计算终端运行轨迹的技术问题。因此，提供一种定位结果为实际值，准确度高，能够计算终端运行轨迹的基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法就很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的定位结果为估计值，未考虑基站距终端距离不同所对结果影响也不相同；未考虑传播环境中非视距传播的影响，造成定位结果不准确，不能计算终端运行轨迹的技术问题。提供一种新的基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法，该方法具有精确度高，能够计算终端运行轨迹的技术特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法，基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法包括根据CHAN算法进行三维室内粗定位，得到基站采集TOA数据，预处理TOA数据，根据LS算法消除多路径误差，基于通信基站三维定位的跟踪与轨迹方法还包括：

(1)建立基站加权投票估值模型,建立度量值拆分模型，根据所述度量值拆分模型拆分出真实时延模型，噪声时延模型及干扰时延模型，建立机器学习度量微调模型，建立精确多点三维定位模型；

所述建立基站加权投票估值模型包括：

(ⅰ)根据所述TOA数据，估计各个基站的定位区域；

(ⅱ)计算各个基站定位区域坐标，依据各基站定位区域交叉程度定义定位区域权值；

(ⅲ)保存所定位区域权值，完成建模；

(2)根据步骤(1)所述精确三维定位模型，建立定位精度与参数关系的模型，用于量化分析定位精度与参数关系变化；依据所述定位精度与参数关系模型建立精确三维定位优化模型；将所述精确三维定位优化模型应用于步骤(1)中精确多点三维定位模型，优化所述终端精确坐标，优化过程包括求解完成最优三维定位精度的最小基站数量建立精确三维定位优化模型；