本發(fā)明涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種室內(nèi)定位方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著無線網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，人們對基于定位的位置服務(wù)需求越來越多。GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))、北斗、GLONASS(俄語的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))、Galileo(歐洲的伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng))等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能夠?yàn)槲覀兲峁┤旌虻氖彝舛ㄎ环?wù)。在室內(nèi)環(huán)境中，由于建筑物等遮擋造成GNSS(Global Navigation Satellite System，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))衛(wèi)星信號大幅度衰減，無法滿足室內(nèi)位置服務(wù)的需求。而TC-OFDM(Time&Code Division-Orthogonal Frequency Division Multiplexing，基于時(shí)分的CDMA-OFDM疊加信號體制)是一種基于移動廣播網(wǎng)、通信網(wǎng)和北斗導(dǎo)航系統(tǒng)相融合的定位新方法，可結(jié)合城市環(huán)境下存在多種可利用的泛在無線信號，提供在室內(nèi)環(huán)境下滿足位置服務(wù)的信號。但是，室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性會給TC-OFDM信號的傳輸帶來較大的影響，其中，影響最大的是室內(nèi)空間的狹小導(dǎo)致的TC-OFDM信號多徑傳播，解決多徑效應(yīng)是實(shí)現(xiàn)室內(nèi)精確定位的關(guān)鍵。

目前解決多徑效應(yīng)對室內(nèi)定位結(jié)果影響的方法包括：對室內(nèi)多徑傳播模型和多徑分布進(jìn)行估計(jì)，從而得到待定位點(diǎn)的多徑誤差并采取相應(yīng)的算法進(jìn)行誤差補(bǔ)償或消除?；诙鄰絽?shù)估計(jì)與補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)主要分為對多徑信道傳播模型參數(shù)的估計(jì)和對多徑誤差的補(bǔ)償兩方面。其中，對多徑信道參數(shù)的估計(jì)技術(shù)包括：經(jīng)典模型估計(jì)法，如S-V(Saleh-Valenzuela)模型、隨機(jī)抽頭延遲線信道模型、IEEE802.15.3a模型等；確定性模型估計(jì)法，如Maxwell方程求解法、射線追蹤法等；隨機(jī)分析法，如基于試驗(yàn)測量的沖擊響應(yīng)法、基于隨機(jī)分析理論的布朗橋模型法；概率性方法，典型的是基于遞歸貝葉斯濾波的信道沖激響應(yīng)估計(jì)法等；統(tǒng)計(jì)模型法，基于TOA(time of arrival，到達(dá)時(shí)間)特征和AOA(angle of arrival，到達(dá)角度)特征統(tǒng)計(jì)的多徑參數(shù)估計(jì)法等。對于多徑誤差進(jìn)行抑制和補(bǔ)償技術(shù)主要包括：基于信道沖激響應(yīng)估計(jì)的多徑誤差修正技術(shù)；基于多信號分類估計(jì)多徑TOA的補(bǔ)償技術(shù)；基于延遲疊加波束成形的多徑抑制技術(shù)；多徑誤差剔除技術(shù)等。然而，對于多徑參數(shù)的估計(jì)大多數(shù)依賴于確定性模型或者經(jīng)典模型，普適性較差，難以滿足TC-OFDM廣域室內(nèi)定位的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種室內(nèi)定位方法及裝置，以提高環(huán)境的普適性。具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種室內(nèi)定位方法，包括：

根據(jù)三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號到達(dá)定位端的時(shí)間和所述M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，通過幾何解算定位方法確定所述定位端在預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格中的第一虛擬坐標(biāo)，其中，M為大于或等于4的整數(shù)；

通過插值方法確定所述第一虛擬坐標(biāo)在所述虛擬網(wǎng)格中對應(yīng)的第二虛擬坐標(biāo)，根據(jù)所述第二虛擬坐標(biāo)和預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系確定所述定位端的實(shí)際位置坐標(biāo)。

可選的，位于所述根據(jù)三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號到達(dá)定位端的時(shí)間和所述M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，之前，所述方法還包括：

根據(jù)定位精度需求，確定所述基準(zhǔn)網(wǎng)格的網(wǎng)格大??；

根據(jù)所述網(wǎng)格大小和三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，建立三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的基準(zhǔn)網(wǎng)格；

確定位于所述基準(zhǔn)網(wǎng)格的每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)，得到虛擬網(wǎng)格，建立所述虛擬網(wǎng)格和所述基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系。

可選的，所述根據(jù)所述網(wǎng)格大小和三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，建立三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的基準(zhǔn)網(wǎng)格的步驟，包括：

根據(jù)所述網(wǎng)格大小，確定形成所述三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的蜂窩網(wǎng)基站的水平方向坐標(biāo)和垂直方向坐標(biāo)，建立所述基準(zhǔn)網(wǎng)格。

可選的，所述確定位于所述基準(zhǔn)網(wǎng)格的每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)，得到虛擬網(wǎng)格的步驟，包括：

獲取所述三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中N個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號到達(dá)所述每一個(gè)接收端的接收時(shí)間，其中，N為大于或等于4的整數(shù)；

根據(jù)所述接收時(shí)間和所述N個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，通過所述幾何解算定位方法確定所述每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)；

根據(jù)所述每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)，建立虛擬網(wǎng)格。

可選的，所述建立所述虛擬網(wǎng)格和所述基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系的步驟，包括：

根據(jù)位于所述基準(zhǔn)網(wǎng)格的同一接收端的實(shí)際位置坐標(biāo)和虛擬位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，形成所述虛擬網(wǎng)格和所述基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系。

本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種室內(nèi)定位裝置，包括：

虛擬位置確定模塊，用于根據(jù)三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號到達(dá)定位端的時(shí)間和所述M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，通過幾何解算定位方法確定所述定位端在預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格中的第一虛擬坐標(biāo)，其中，M為大于或等于4的整數(shù)；

實(shí)際位置確定模塊，用于通過插值方法確定所述第一虛擬坐標(biāo)在所述虛擬網(wǎng)格中對應(yīng)的第二虛擬坐標(biāo)，根據(jù)所述第二虛擬坐標(biāo)和預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系確定所述定位端的實(shí)際位置坐標(biāo)。

可選的，本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位裝置，還包括：

網(wǎng)格大小確定模塊，用于根據(jù)定位精度需求，確定所述基準(zhǔn)網(wǎng)格的網(wǎng)格大小；

基準(zhǔn)網(wǎng)格建立模塊，用于根據(jù)所述網(wǎng)格大小和三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，建立三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的基準(zhǔn)網(wǎng)格；

位置對應(yīng)關(guān)系建立模塊，用于確定位于所述基準(zhǔn)網(wǎng)格的每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)，得到虛擬網(wǎng)格，建立所述虛擬網(wǎng)格和所述基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系。

可選的，所述基準(zhǔn)網(wǎng)格建立模塊具體用于，根據(jù)所述網(wǎng)格大小，確定形成所述三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的蜂窩網(wǎng)基站的水平方向坐標(biāo)和垂直方向坐標(biāo)，建立所述基準(zhǔn)網(wǎng)格。

可選的，所述位置對應(yīng)關(guān)系建立模塊，包括：

接收時(shí)間獲取子模塊，用于獲取所述三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中N個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號到達(dá)所述每一個(gè)接收端的接收時(shí)間，其中，N為大于或等于4的整數(shù)；

虛擬位置坐標(biāo)確定子模塊，用于根據(jù)所述接收時(shí)間和所述N個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，通過所述幾何解算定位方法確定所述每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)；

虛擬網(wǎng)格建立子模塊，用于根據(jù)所述每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)，建立虛擬網(wǎng)格。

可選的，所述位置對應(yīng)關(guān)系建立模塊，還包括：

對應(yīng)關(guān)系子模塊，用于根據(jù)位于所述基準(zhǔn)網(wǎng)格的同一接收端的實(shí)際位置坐標(biāo)和虛擬位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，形成所述虛擬網(wǎng)格和所述基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系。

本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位方法及裝置，根據(jù)三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號到達(dá)定位端的時(shí)間和M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，通過幾何解算定位方法確定定位端在預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格中的第一虛擬坐標(biāo)；通過插值方法確定第一虛擬坐標(biāo)在虛擬網(wǎng)格中對應(yīng)的第二虛擬坐標(biāo)，根據(jù)第二虛擬坐標(biāo)和預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系確定定位端的實(shí)際位置坐標(biāo)。本發(fā)明實(shí)施例可適用于更多的場景，具有更好的環(huán)境普適性和系統(tǒng)魯棒性，可滿足TC-OFDM對廣域室內(nèi)定位的需求。當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或方法并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位方法的一種流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位方法的另一種流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位裝置的一種結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位裝置的另一種結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位方法的一種流程圖，包括以下步驟：

S101，根據(jù)三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號到達(dá)定位端的時(shí)間和M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，通過幾何解算定位方法確定定位端在預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格中的第一虛擬坐標(biāo)，其中，M為大于或等于4的整數(shù)。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中的蜂窩網(wǎng)基站是經(jīng)過改進(jìn)的、具有TC-OFDM定位功能的基站，該蜂窩網(wǎng)基站根據(jù)實(shí)際應(yīng)用分布在三維空間中，形成三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。在定位過程中，定位端接收4個(gè)或4個(gè)以上蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號，得到4個(gè)或4個(gè)以上蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號的到達(dá)時(shí)間，其中，該到達(dá)時(shí)間是包含多徑大小和方向等效應(yīng)之后的到達(dá)時(shí)間。根據(jù)該到達(dá)時(shí)間和M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)通過幾何解算定位方法確定定位端在預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格中的第一虛擬坐標(biāo)。虛擬網(wǎng)格是與基準(zhǔn)網(wǎng)格相對應(yīng)的，基準(zhǔn)網(wǎng)格是三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中的蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)形成的網(wǎng)格，虛擬網(wǎng)格在基準(zhǔn)網(wǎng)格的基礎(chǔ)上建立，下文將對基準(zhǔn)網(wǎng)格和虛擬網(wǎng)格進(jìn)行詳細(xì)描述，這里不再贅述。

其中，幾何解算定位方法采用測量學(xué)中的測距原理解算終端位置，即通過測量終端與已知坐標(biāo)定位節(jié)點(diǎn)間的幾何關(guān)系進(jìn)行定位解算。典型技術(shù)主要有基于TOA、TDOA(Time Difference of Arrival，到達(dá)時(shí)間差)、AOA及TDOA/AOA混合的定位技術(shù)等。幾何解算定位方法屬于現(xiàn)有技術(shù)，這里不再進(jìn)行詳細(xì)描述。

S102，通過插值方法確定第一虛擬坐標(biāo)在虛擬網(wǎng)格中對應(yīng)的第二虛擬坐標(biāo)，根據(jù)第二虛擬坐標(biāo)和預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系確定定位端的實(shí)際位置坐標(biāo)。

本發(fā)明實(shí)施例中，只有在基準(zhǔn)網(wǎng)格的頂點(diǎn)處是有實(shí)際位置坐標(biāo)的，而在基準(zhǔn)網(wǎng)格內(nèi)部，實(shí)際位置坐標(biāo)是未知的。同樣的，虛擬網(wǎng)格中，只有在虛擬網(wǎng)格的頂點(diǎn)處有虛擬位置坐標(biāo)，而在虛擬網(wǎng)格的內(nèi)部是沒有虛擬位置坐標(biāo)的。在實(shí)際計(jì)算過程中，通過S101得到第一虛擬坐標(biāo)可能不在虛擬網(wǎng)格的頂點(diǎn)處，而在虛擬網(wǎng)格的內(nèi)部。當(dāng)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)不能完全覆蓋所要求的區(qū)域范圍時(shí)，空間分析中的插值方法可將離散的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)內(nèi)插為連續(xù)的數(shù)據(jù)表面，能夠更好地反應(yīng)連續(xù)分布的空間現(xiàn)象。因此，需要通過插值方法確定該第一虛擬坐標(biāo)在虛擬網(wǎng)格中對應(yīng)的第二虛擬坐標(biāo)，空間分析中的插值方法包括：普通克里金插值方法、三次樣條函數(shù)法和距離權(quán)重倒數(shù)法。

更為具體的，在虛擬網(wǎng)格內(nèi)，利用插值方法計(jì)算出該虛擬網(wǎng)格內(nèi)的所有點(diǎn)的位置信息，同時(shí)將該虛擬網(wǎng)格對應(yīng)的基準(zhǔn)網(wǎng)格也利用插值方法得到基準(zhǔn)網(wǎng)格內(nèi)所有點(diǎn)的位置信息，其中，虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格內(nèi)的所有點(diǎn)，可根據(jù)定位精度進(jìn)行選擇。根據(jù)該第一虛擬坐標(biāo)匹配虛擬網(wǎng)格內(nèi)的各個(gè)點(diǎn)，在匹配到虛擬網(wǎng)格內(nèi)的點(diǎn)之后，由該匹配點(diǎn)得出該定位端在基準(zhǔn)網(wǎng)格的實(shí)際位置坐標(biāo)。當(dāng)然，如果通過S101得到第一虛擬坐標(biāo)在虛擬網(wǎng)格的頂點(diǎn)處，那么該頂點(diǎn)的虛擬位置坐標(biāo)與基準(zhǔn)網(wǎng)格中的實(shí)際位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系是已知的，可以直接根據(jù)該第一虛擬坐標(biāo)得到對應(yīng)基準(zhǔn)網(wǎng)格中的實(shí)際位置坐標(biāo)。

可見，本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位方法，根據(jù)三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號到達(dá)定位端的時(shí)間和M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，通過幾何解算定位方法確定定位端在預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格中的第一虛擬坐標(biāo)；通過插值方法確定第一虛擬坐標(biāo)在虛擬網(wǎng)格中對應(yīng)的第二虛擬坐標(biāo)，根據(jù)第二虛擬坐標(biāo)和預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系確定定位端的實(shí)際位置坐標(biāo)。本發(fā)明實(shí)施例不依賴于確定性模型或者經(jīng)典模型可得到定位端的實(shí)際位置坐標(biāo)，適用于更多的場景，具有更好的環(huán)境普適性和系統(tǒng)魯棒性，可滿足TC-OFDM對廣域室內(nèi)定位的需求。

參見圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位方法的另一種流程圖，在圖1實(shí)施例的基礎(chǔ)上還包括：

S201，根據(jù)定位精度需求，確定基準(zhǔn)網(wǎng)格的網(wǎng)格大小。

實(shí)際應(yīng)用中，定位精度不同，基準(zhǔn)網(wǎng)格的網(wǎng)格大小也是不同的。顯然，網(wǎng)格越大，定位精度越低，網(wǎng)格越小，定位精度越高。定位精度可以為網(wǎng)格大小與定位系數(shù)的乘積，其中，定位系數(shù)可以根據(jù)實(shí)際的定位場景進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，在某校園內(nèi)，定位精度需求為1米，系數(shù)可取1，即基準(zhǔn)網(wǎng)格的網(wǎng)格大小為1米。

S202，根據(jù)網(wǎng)格大小和三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，建立三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的基準(zhǔn)網(wǎng)格。

一般的，網(wǎng)格大小要大于或等于三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中相鄰蜂窩網(wǎng)基站之間的距離，蜂窩網(wǎng)基站的距離可通過蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)獲得。在網(wǎng)格大小大于三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中蜂窩網(wǎng)基站的距離時(shí)，選取三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中部分蜂窩網(wǎng)基站，使建立的基準(zhǔn)網(wǎng)格的網(wǎng)格大小符合要求。例如，網(wǎng)格大小為2米，三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中相鄰蜂窩網(wǎng)基站之間的距離為1米，那么，在建立基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，選擇一個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)作為基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的參考點(diǎn)時(shí)，可間隔一個(gè)蜂窩網(wǎng)基站，選擇下一個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)作為基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的參考點(diǎn)，依次類推，最終得到基準(zhǔn)網(wǎng)格。

S203，確定位于基準(zhǔn)網(wǎng)格的每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)，得到虛擬網(wǎng)格，建立虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系。

需要說明的是，位于基準(zhǔn)網(wǎng)格的接收端是指位于基準(zhǔn)網(wǎng)格的頂點(diǎn)的接收端，那么，該接收端的實(shí)際位置坐標(biāo)是已知的，該接收端接收三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號的到達(dá)時(shí)間，根據(jù)該到達(dá)時(shí)間計(jì)算出接收端的虛擬位置坐標(biāo)。由于該到達(dá)時(shí)間包含多徑大小和方向等效應(yīng)，通過到達(dá)時(shí)間計(jì)算的虛擬位置坐標(biāo)與實(shí)際位置坐標(biāo)是不同的，因此，需要建立虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系，使得在實(shí)際定位過程中，可根據(jù)該位置對應(yīng)關(guān)系得到定位端的實(shí)際位置坐標(biāo)。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，根據(jù)網(wǎng)格大小和三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，建立三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的基準(zhǔn)網(wǎng)格的步驟，包括：

根據(jù)網(wǎng)格大小，確定形成三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的蜂窩網(wǎng)基站的水平方向坐標(biāo)和垂直方向坐標(biāo)，建立基準(zhǔn)網(wǎng)格。

具體的，基準(zhǔn)網(wǎng)格的網(wǎng)格大小設(shè)定之后，取每個(gè)網(wǎng)格的4個(gè)頂點(diǎn)作為參考點(diǎn)RP_iⁿ，其中上標(biāo)n表示網(wǎng)格序號，i為網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)，分別取1、2、3和4。每個(gè)網(wǎng)格的參考點(diǎn)RP_iⁿ利用現(xiàn)有的激光測距動態(tài)定位系統(tǒng)和全站儀進(jìn)行測量得到相應(yīng)的水平方向坐標(biāo)通過相對地面的高程測量得到垂直方向坐標(biāo)根據(jù)每個(gè)參考點(diǎn)的水平方向坐標(biāo)和垂直方向坐標(biāo)，得到基準(zhǔn)網(wǎng)格。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，確定位于基準(zhǔn)網(wǎng)格的每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)，得到虛擬網(wǎng)格的步驟，包括：

獲取三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中N個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號到達(dá)每一個(gè)接收端的接收時(shí)間，其中，N為大于或等于4的整數(shù)。

根據(jù)接收時(shí)間和N個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，通過幾何解算定位方法確定每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)。

根據(jù)每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)，建立虛擬網(wǎng)格。

需要說明的是，虛擬網(wǎng)格是通過測量位于基準(zhǔn)網(wǎng)格不同位置的多個(gè)接收端得到的，該多個(gè)接收端的實(shí)際位置坐標(biāo)是已知的。更為具體的，獲取每一個(gè)接收端接收的4個(gè)或4個(gè)以上蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號的到達(dá)時(shí)間，通過幾何解算定位方法確定每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)，多個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)的集合形成虛擬網(wǎng)格。需要強(qiáng)調(diào)的是，發(fā)射同步發(fā)射信號的蜂窩網(wǎng)基站是形成基準(zhǔn)網(wǎng)格的蜂窩網(wǎng)基站，且每一個(gè)接收端接收的同步發(fā)射信號可以是不同的蜂窩網(wǎng)基站發(fā)射的。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，建立虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系的步驟，包括：

根據(jù)位于基準(zhǔn)網(wǎng)格的同一接收端的實(shí)際位置坐標(biāo)和虛擬位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，形成虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系。

需要說明的是，虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系指的是，同一個(gè)接收端的實(shí)際位置坐標(biāo)、和該接收端通過測量得到的虛擬位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，多個(gè)不同位置的接收端形成多個(gè)實(shí)際位置坐標(biāo)和虛擬位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，即，形成虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系。

相應(yīng)于上述方法實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種室內(nèi)定位裝置，參見圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位裝置的一種結(jié)構(gòu)圖，包括：

虛擬位置確定模塊301，用于根據(jù)三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號到達(dá)定位端的時(shí)間和M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，通過幾何解算定位方法確定定位端在預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格中的第一虛擬坐標(biāo)，其中，M為大于或等于4的整數(shù)。

實(shí)際位置確定模塊302，用于通過插值方法確定第一虛擬坐標(biāo)在虛擬網(wǎng)格中對應(yīng)的第二虛擬坐標(biāo)，根據(jù)第二虛擬坐標(biāo)和預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系確定定位端的實(shí)際位置坐標(biāo)。

可見，本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位裝置，根據(jù)三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號到達(dá)定位端的時(shí)間和M個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，通過幾何解算定位方法確定定位端在預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格中的第一虛擬坐標(biāo)；通過插值方法確定第一虛擬坐標(biāo)在虛擬網(wǎng)格中對應(yīng)的第二虛擬坐標(biāo)，根據(jù)第二虛擬坐標(biāo)和預(yù)先建立的虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系確定定位端的實(shí)際位置坐標(biāo)。本發(fā)明實(shí)施例可適用于更多的場景，具有更好的環(huán)境普適性和系統(tǒng)魯棒性，滿足TC-OFDM對廣域室內(nèi)定位的需求。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例的裝置是應(yīng)用上述室內(nèi)定位方法的裝置，則上述室內(nèi)定位方法的所有實(shí)施例均適用于該裝置，且均能達(dá)到相同或相似的有益效果。

參見圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位裝置的另一種結(jié)構(gòu)圖，在圖3實(shí)施例的基礎(chǔ)上，還包括：

網(wǎng)格大小確定模塊401，用于根據(jù)定位精度需求，確定基準(zhǔn)網(wǎng)格的網(wǎng)格大小。

基準(zhǔn)網(wǎng)格建立模塊402，用于根據(jù)網(wǎng)格大小和三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，建立三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的基準(zhǔn)網(wǎng)格。

位置對應(yīng)關(guān)系建立模塊403，用于確定位于基準(zhǔn)網(wǎng)格的每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)，得到虛擬網(wǎng)格，建立虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系。

可選的，本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位裝置中，基準(zhǔn)網(wǎng)格建立模塊具體用于，根據(jù)網(wǎng)格大小，確定形成三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的蜂窩網(wǎng)基站的水平方向坐標(biāo)和垂直方向坐標(biāo)，建立基準(zhǔn)網(wǎng)格。

可選的，本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位裝置中，位置對應(yīng)關(guān)系建立模塊，包括：

接收時(shí)間獲取子模塊，用于獲取三維定位基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中N個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的同步發(fā)射信號到達(dá)每一個(gè)接收端的接收時(shí)間，其中，N為大于或等于4的整數(shù)。

虛擬位置坐標(biāo)確定子模塊，用于根據(jù)接收時(shí)間和N個(gè)蜂窩網(wǎng)基站的實(shí)際位置坐標(biāo)，通過幾何解算定位方法確定每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)。

虛擬網(wǎng)格建立子模塊，用于根據(jù)每一個(gè)接收端的虛擬位置坐標(biāo)，建立虛擬網(wǎng)格。

可選的，本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位裝置中，位置對應(yīng)關(guān)系建立模塊，還包括：

對應(yīng)關(guān)系子模塊，用于根據(jù)位于基準(zhǔn)網(wǎng)格的同一接收端的實(shí)際位置坐標(biāo)和虛擬位置坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，形成虛擬網(wǎng)格和基準(zhǔn)網(wǎng)格的位置對應(yīng)關(guān)系。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用相關(guān)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。