[发明专利]一种室内外无缝定位系统及方法

权利要求书

1.一种室内外无缝定位系统，其特征在于：包括数据处理中心分系统和分别与数据处理中心分系统连接的北斗基准站分系统、室内UWB定位分系统、北斗/UWB移动站分系统和系统监控分系统，其中：

所述北斗基准站分系统用于接收北斗卫星定位观测数据，生成差分改正数，并通过数据处理中心分系统转发给北斗/UWB移动站分系统；

所述室内UWB定位分系统用于确定UWB标签位置，并通过数据处理中心分系统转发给北斗/UWB移动站分系统；

所述北斗/UWB移动站分系统接收数据处理中心分系统转发的数据实现北斗定位和UWB定位功能，确定作业设备当前位置坐标，并将坐标发送到数据处理中心系统；

所述数据处理中心分系统将北斗定位和UWB定位确定的作业设备当前位置坐标发送给系统监控分系统进行可视化显示，同时根据作业设备当前位置坐标计算作业设备与入口标识点、出口标识点和切换判断标识区的空间位置关系，实现室内外组合定位的双向自适应切换。

2.根据权利要求1所述的一种室内外无缝定位系统，其特征在于：所述北斗基准站分系统的天线安装在开阔地点，安装位置周围两百米范围内无遮拦物和电磁干扰源。

3.根据权利要求1所述的一种室内外无缝定位系统，其特征在于：所述室内UWB定位分系统包含多个分布安装在室内建筑顶棚的UWB定位信号接收器及一个UWB定位处理器，所述UWB定位处理器通过以太网接口与UWB定位信号接收器网线连接，并通过网络交换机与数据处理中心分系统连接。

4.根据权利要求3所述的一种室内外无缝定位系统，其特征在于：所述UWB定位信号接收器间隔50米形成格状分布，每个UWB定位信号接收器使用防尘罩保护，并且固定在一个安装箱上，安装箱内放置电源设备，每个UWB定位信号接收器使用屏蔽电缆串联连接。

5.一种室内外无缝定位方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、将室内外空间坐标系统一到WGS-84坐标系统；

步骤二、根据室内外定位覆盖及切换区域特点，确定定位切换过程中的入口标识点、出口标识点和切换判断标识区；

步骤三、根据北斗定位功能模块或UWB定位功能模块确定的作业设备当前位置坐标计算作业设备与入口标识点或出口标识点的距离值；

步骤四、根据作业设备与入口标识点或出口标识点的距离值变化趋势判断作业设备是否逐步从室外向室内或从室内向室外运行，当确定作业设备正在从室外向室内或从室内室外运行时，则继续判断该距离值是否小于从室外到室内或从室内到室外切换时的距离阀值，如果小于，则判断作业设备即将从室外到室内或从室内到室外，则进行室外到室内定位或室内到室外定位的自动切换。

6.根据权利要求5所述的一种室内外无缝定位方法，其特征在于：所述北斗定位功能模块确定作业设备当前位置坐标的方法为：北斗基准站接收北斗卫星定位观测数据，利用已知的基准站精确坐标与观测值进行比较，从而得出差分改正数，并通过数据处理中心分系统转发到北斗/UWB移动站；北斗/UWB移动站收到差分改正数后与自身的观测值进行比较，消去误差后得到包括经度、纬度和高度定位数据，从而实现作业设备的室外定位。

7.根据权利要求5所述的一种室内外无缝定位方法，其特征在于：所述UWB定位功能模块确定作业设备当前位置坐标的方法为：UWB定位信号接收器实时接收固定在作业设备上顶部的北斗/UWB移动站中的UWB标签的信息，并转发到UWB定位处理器进行处理，UWB定位处理器通过接收到标签位置信息的至少3个UWB定位信号接收器的位置信息及其到标签的距离及角度信息，计算出每个UWB标签的实时三维位置，然后根据作业设备上所有UWB标签的位置，实时计算出作业设备的实时位置及姿态数据，从而实现作业设备的室内定位。