[发明专利]一种行人航位推算辅助的行人地磁定位方法及系统

说明书

本发明提供了一种行人航位推算辅助的行人地磁定位方法，能够以较少的手持设备实现高精度的位置匹配，可满足行人用户的定位需求，定位精度可达到米级。该方法包括建立地磁基准库和实时地磁匹配定位两步，首先在行人行走在建立地磁基准库的路线上，采用移动式地磁传感器采集地磁场矢量数据，采用位置基准设备获取行空间地理坐标数据，采用移动式加速度计获取里程信息数据，处理获得地磁基准库序列。行人行走在实时行走路线上时，采用移动式地磁传感器采集实时地磁场矢量数据，采用多个实测地磁场矢量数据与地磁基准库序列中的地磁场矢量数据进行滑动窗口匹配，并计算相关系数。取相关系数最大时对应的位置，作为行人所处位置的最优估计值。

技术领域

本发明涉及导航定位技术领域，具体涉及一种行人航位推算辅助的行人地磁定位方法及系统。

背景技术

当今随着物联网不断发展与智能终端的普及，基于位置的服务(LBS)的用户需求不断增长。用户迫切需要在各种场景下均能得到精准的定位服务信息，现今可选择的导航方式多种多样，如北斗导航系统、GPS导航系统等卫星导航系统是其中运用广泛且十分重要的方式，然而当面对城市峡谷、隧道、室内等应用场景时，卫星导航就面对着信号遮蔽的问题，定位服务用户无法在这种情况下取得精确定位信息。

通过新型导航技术获得精准位置信息成为导航领域发展的重要方向：WLAN定位、行人航位推算(PDR)定位、蓝牙定位、射频定位、无线电网络定位、地磁定位等定位技术飞速发展，相较于蓝牙定位、WLAN定位、无线电网络定位等需要预先铺设信标或者AP节点的定位技术，地磁定位技术不需要大量基站与信源设备的铺设，具有成本低、无辐射、隐蔽性强、误差不随时间累积等众多优点。同时随着智能手机性能提升，使用智能手机获取定位服务的用户数量不断增长，磁强计等传感器成为普遍配置，因此基于智能手机的地磁定位技术也成为定位服务发展的热点，且地磁定位技术在导航定位结果的自主性等方面展现出了巨大的应用潜力，已经发展成为导航定位的重要手段之一，但同时地磁定位技术存在易受干扰而出现误匹配产生定位误差的问题。

目前地磁定位已有较多可采用的方法和技术，主要分为三类：基于磁信标的地磁定位、基于滤波的地磁定位与基于相关性匹配的地磁定位。基于磁信标的定位方法依赖于信标的广泛铺设与人力维护，基于滤波技术的地磁定位方法需要环境地磁噪声，建模复杂，计算量大。

基于地磁匹配的技术特点，本发明针对行人定位需求，提出一种行人航位推算(PDR)辅助的地磁匹配定位方法：利用PDR得到的里程累计信息辅助地磁匹配定位，地磁匹配定位以实测地磁数据与位置基准库进行相关性位置解算，得到地磁匹配定位位置估计结果。与其他方法相比，本定位方法所需用户所持设备少，位置匹配精度高，可满足室外、商场、办公楼、地下车库等不同环境下行人用户的定位需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种行人航位推算辅助的行人地磁定位方法及系统，能够以较少的手持设备实现高精度的位置匹配，可满足室外、商场、办公楼、地下车库等不同环境下行人用户的定位需求，定位精度可达到米级。

本发明一方面的实施例提供了一种行人航位推算PDR辅助的行人地磁定位方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、建立地磁基准库；包括如下具体步骤：

S101、行人行走在建立地磁基准库的路线上，采用移动式地磁传感器采集行走过程中的地磁场矢量数据，采用位置基准设备获取行走过程中的空间地理坐标数据，采用移动式加速度计对行人进行步伐检测和步长估计，从而计算行人行走过程中的里程信息数据。

S102、针对地磁场矢量数据、空间地理坐标数据以及里程信息数据分别依据预设的时间间隔进行等时间间隔采样，得到：

地磁场矢量序列(m,t)，其中m为t时刻对应的地磁场矢量；

空间地理坐标序列(p,t)，其中m为t时刻对应的空间地理坐标；