[发明专利]一种基于TOF和位置指纹融合的LoRa定位方法

说明书

本发明涉及无线通信与定位技术领域，具体涉及一种基于TOF和位置指纹融合的LoRa定位方法，包括：利用TOF测距技术测量终端UE与网关GW的距离；利用高斯模型优化测距值[d_T]；建立离线指纹定位；建立在线指纹定位，得到信号强度R_U＇，计算UE与GW1、GW2和GW3的距离[d_R]；利用[d_R]对[d_T]进行修正融合，得到[d_C]；利用三点定位算法，将[d_C]转化为UE第一组位置；将R_U＇与AP信号强度、位置信息进行融合对比，得到UE第二组位置；对得到的UE第一组位置和UE第二组位置进行加权融合，得到最佳位置信息。本发明的定位技术采用LoRa自组网技术，不依赖运营商网络，且定位精度大大提高。

技术领域

本发明涉及无线通信与定位技术领域，具体涉及一种基于飞行时间TOF和位置指纹融合的远距离LoRa定位方法。

背景技术

目前，WLAN定位系统大致可以分为两类，基于传播模型的定位和基于位置指纹的定位。基于传播模型的定位系统定位精度普遍较差或者需要额外的信号测量专用硬件，且需要对网络重新部署，成本较高，应用范围受到限制。基于位置指纹的定位方式主要是对定位空间内的环境特征进行抽象和形式化描述，使用定位环境中各个无线访问点(AccessPoint，AP)的RSSI(Received Signal Strength Indication)序列描述定位环境中的位置信息，并汇集这些RSSI序列构成位置指纹数据库(Radio Map)，最后，使用用户实时测量的RSSI序列与位置数据库中的位置指纹进行匹配，根据指纹库的匹配相似度，完成对用户位置的估计。

传统室外定位多采用全球定位系统(Global Positioning System,GPS)、北斗定位，通信依赖运营商网络，在无运营商网络覆盖区域无法实现定位。再者，蓝牙、WIFI、RFID、ZigBee、红外线、超声波等都属于短距离无线通信技术，具有绕射能力差，传播距离短等缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于TOF和位置指纹融合的LoRa定位方法。

一种基于TOF和位置指纹融合的LoRa定位方法，包括以下步骤：

S1、利用TOF测距技术测量用户终端UE与至少3个网关GW之间的距离，得到测距值；

S2、利用高斯分布函数模型优化测距值，得到优化的测距值[d_T]；

S3、建立离线指纹定位，获取AP接收到网关GW的信号强度和AP的位置坐标，根据AP接收到网关GW的信号强度和AP的位置坐标建立AP接收到网关GW的信号强度与位置之间的对应关系数据库，完成离线指纹定位；

S4、建立在线指纹定位，将UE从网关GW接收到的RSSI值与其最邻近的至少4个AP点从网关GW接收到的RSSI值进行加权融合，得到加权后的信号强度R_U＇，将加权后的信号强度R_U＇作为终端的信号强度；从离线指纹定位中根据对应关系找出R_U＇所对应的终端位置坐标，根据终端位置和网关位置坐标得到终端与网关之间距离，即将终端的信号强度值R_U＇转换为终端与网关之间的距离值，以此类推计算出UE距离第一网关GW1、第二网关GW2和第三网关GW3的距离值[d_R]；

S5、利用[d_R]对[d_T]进行修正融合，得到修正后的距离值数组[d_C]；

S6、利用三点定位算法，将[d_C]转化为UE第一组位置；将R_U＇与位置指纹库AP信号强度、位置信息进行融合对比，得到UE第二组位置；