[发明专利]基于GSM/MEMS融合的高精度室内融合定位方法

说明书

本发明公开了一种基于GSM/MEMS融合的高精度室内融合定位方法，首先利用GSM无线信号的多径及非视距传播造成的位置指纹特性，采用搜索匹配进行位置指纹定位；然后根据惯性传感器件的输出数据解算出目标行人行走速度和航向角，获得用户的相对位置信息；最后利用抗差扩展卡尔曼滤波器将两者输出的位置结果进行融合。本发明通过引入抗差扩展卡尔曼滤波算法，将GSM环境下位置指纹定位结果与MEMS输出数据结合，使定位系统间优势互补，能够有效地克服MEMS器件定位存在的累积误差和GSM定位中存在的RSSI扰动对定位精度带来的影响，全方位覆盖定位盲点，在室内环境中实现高精度的定位效果。

技术领域

本发明属于室内定位技术，具体涉及一种基于GSM/MEMS融合的高精度室内融合定位方法。

背景技术

基于位置感知的服务(Location Based Service,LBS)为人们日常生活带来巨大便利， 巨大的定位市场需求推动了定位技术的飞速发展。室内高精度定位作为对全球定位系统 (Global Positioning System,GPS)的补充，具有广阔的市场前景。在主动定位方面，室内 定位技术能为火灾、矿井等搜救，医疗救护，物流管理，设备监测等场合带来巨大便利， 同时在被动定位方面，通过数据挖掘和大数据分析，实现有针对的商品信息推送、儿童监 护以及目的性引导，具有广泛的应用价值。

目前，主流的室内定位系统有射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)定位系 统、蓝牙(Bluetooth)定位系统、无线局域网(Wireless Local AreaNetwork,WLAN)定位 系统、MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)传感器自主定位系统、红外线(Infrared Ray， IR)定位、超宽带(Ultra Wide Band,UWB)定位、ZigBee定位和基站定位系统。其中传感 器定位技术是完全自主的定位技术，它既不向外部发射信号，也不从外部接收信号，且短 时定位精度高，能在室内、矿井、桥下等无线信号覆盖不了的场所实现高精度定位。但基 于传感器的定位只能确定运动目标的相对位置。

因此，有必要开发一种基于GSM/MEMS融合的高精度室内融合定位方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于GSM/MEMS融合的高精度室内融合定位方法，能实现室 内空间的高精度无缝定位。

本发明所述的基于GSM/MEMS融合的高精度室内融合定位方法，包括以下步骤：

步骤一、选定目标定位区域，设置坐标原点和H个参考点，建立位置指纹坐标系；

步骤二、利用扫频的方式采集GSM信号强度值；利用GSM路测软件，设置不同的预设频点和基站识别色码其中a_i＝1,2,…,N_A,i＝1,2,…f₁，b_j＝1,2,…,N_B,j＝1,2,…f₂；

步骤三、采集并存储所述步骤一中参考点p处在预设频点和基站识别色码下的接 收信号强度值p＝1,2…H，直到p＝H时存储完成，构建位置指纹数据库；

步骤四、在线阶段，采集动态行走区域内接收信号强度值RSS^oli，将同一秒中采集到的 信号强度序列取均值，按秒为标准进行存储，第t秒采集到的信号强度值对应于步骤二中设 置的频点和基站识别色码即

步骤五、运用加权K近邻法算法，将在线阶段采集的接收信号强度与位置指纹数 据库进行匹配，得出GSM位置指纹定位结果(x^GSM,y^GSM)；