一種室內(nèi)定位的非視距補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種室內(nèi)定位的非視距補(bǔ)償方法，還設(shè) 及一種室內(nèi)定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)中，人們普遍采用基于接收信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量法（RSSI， Received Si即al Strength Indication)和基于到達(dá)時(shí)間差的測(cè)量法（TD0A,Time Difference of Arrival)。
[0003] RSSI(即，接收信號(hào)強(qiáng)度指示)與空間位置的關(guān)系十分密切。通過(guò)接收信號(hào)強(qiáng)度指 示與室內(nèi)位置的關(guān)系模型，我們可W通過(guò)測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度指示推斷出移動(dòng)終端的位置。簡(jiǎn) 單地說(shuō)，基站與移動(dòng)終端的距離越近，在移動(dòng)終端所測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度指示越強(qiáng);基站與移動(dòng) 終端的距離越遠(yuǎn)，所測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度指示就越弱。根據(jù)運(yùn)個(gè)規(guī)律，我們可W根據(jù)接收到的信 號(hào)強(qiáng)度指示來(lái)推算移動(dòng)終端與基站之間的距離。通過(guò)測(cè)量RSSI來(lái)進(jìn)行定位的原理是：首先 建立接收信號(hào)強(qiáng)度指示與距離的場(chǎng)強(qiáng)傳播模型，然后根據(jù)運(yùn)個(gè)場(chǎng)強(qiáng)傳播模型將接收到的信 號(hào)強(qiáng)度指示換算成距離值，最后利用Ξ邊測(cè)量方法計(jì)算移動(dòng)終端的位置。此方法的缺陷在 于：當(dāng)移動(dòng)終端與基站距離較遠(yuǎn)時(shí)，接收信號(hào)強(qiáng)度指示隨距離變化的程度不明顯，誤差較 大。
[0004] TD0A(即，到達(dá)時(shí)間差)通過(guò)計(jì)算移動(dòng)終端(接收端巧Ij不同基站(發(fā)送端)之間的時(shí) 間差。由于此方法不要求移動(dòng)終端與基站之間的絕對(duì)時(shí)間同步，因此降低了對(duì)同步性的要 求。TD0A是在單一移動(dòng)終端，多個(gè)事件同步發(fā)射基站和多種同步信號(hào)發(fā)射基站的工作模式 下，移動(dòng)終端對(duì)連續(xù)抵達(dá)的多個(gè)信號(hào)所記錄下的時(shí)間差。根據(jù)信號(hào)到達(dá)時(shí)間差，結(jié)合化an算 法（即使用兩步最大似然估計(jì)來(lái)計(jì)算目標(biāo)的位置的算法)或者牛頓迭代算法，即可得到移動(dòng) 終端的位置。
[0005] 基于到達(dá)時(shí)間差的測(cè)量法的缺陷在于:在非視距(化0S，Non Line of Si曲t)環(huán)境 下，尤其是環(huán)境地形較為復(fù)雜的區(qū)域，移動(dòng)終端與基站之間有可能存在遮擋，從而產(chǎn)生了非 視距誤差。非視距誤差會(huì)使得化an算法的定位精度下降，并使得牛頓迭代算法不收斂，從而 無(wú)法求出定位結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:在非視距環(huán)境下，基于在到達(dá)時(shí)間差的測(cè)量法的 精度低或者無(wú)法求出定位結(jié)果。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種室內(nèi)定位的非視距補(bǔ)償方法，W及室 內(nèi)定位方法，對(duì)基于到達(dá)時(shí)間差的測(cè)量法進(jìn)行非視距補(bǔ)償，最終利用補(bǔ)償后的到達(dá)時(shí)間差 得到精度較高的定位結(jié)果。
[000引根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種室內(nèi)定位的非視距補(bǔ)償方法，其包括：
[0009]獲取設(shè)置在室內(nèi)的每個(gè)基站的基站坐標(biāo)、W及接收的來(lái)自每個(gè)基站的信號(hào)的接收 信號(hào)強(qiáng)度指示；
[0010] 根據(jù)所獲取的基站坐標(biāo)和接收信號(hào)強(qiáng)度指示，得到移動(dòng)終端的估計(jì)坐標(biāo)；
[0011] 對(duì)于每?jī)蓚€(gè)基站，利用所述移動(dòng)終端的估計(jì)坐標(biāo)，結(jié)合所述移動(dòng)終端與所述兩個(gè) 基站的具有待定非視距誤差的到達(dá)時(shí)間差定位模型，得到針對(duì)所述兩個(gè)基站的非視距誤差 的估計(jì)值；
[0012] 通過(guò)用所述非視距誤差的估計(jì)值替代所述待定非視距誤差的方式來(lái)對(duì)所述到達(dá) 時(shí)間差定位模型進(jìn)行補(bǔ)償。
[0013] 優(yōu)選的是，根據(jù)所獲取的基站坐標(biāo)和接收信號(hào)強(qiáng)度指示，得到移動(dòng)終端的估計(jì)坐 標(biāo)，包括：
[0014] 對(duì)于每個(gè)基站，根據(jù)與所述基站相對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)強(qiáng)度指示，得到與所述基站相 對(duì)應(yīng)的權(quán)值；
[0015] 根據(jù)針對(duì)各個(gè)基站的權(quán)值和基站坐標(biāo)，計(jì)算所述移動(dòng)終端的估計(jì)坐標(biāo)。
[0016] 優(yōu)選的是，根據(jù)針對(duì)各個(gè)基站的權(quán)值和基站坐標(biāo)，計(jì)算所述移動(dòng)終端的估計(jì)坐標(biāo)， 包括：
[0017] 計(jì)算所有基站的X坐標(biāo)的加權(quán)求和，得到所述移動(dòng)終端的估計(jì)X坐標(biāo)；
[0018] 計(jì)算所有基站的Y坐標(biāo)的加權(quán)求和，得到所述移動(dòng)終端的估計(jì)Y坐標(biāo)；
[0019] 計(jì)算所有基站的Z坐標(biāo)的加權(quán)求和，得到所述移動(dòng)終端的估計(jì)Z坐標(biāo)，由所述估計(jì)X 坐標(biāo)、估計(jì)Y坐標(biāo)和估計(jì)Z坐標(biāo)構(gòu)成所述移動(dòng)終端的估計(jì)坐標(biāo)。
[0020] 優(yōu)選的是，對(duì)于每?jī)蓚€(gè)基站，得到針對(duì)所述兩個(gè)基站的非視距誤差的估計(jì)值，包 括：
[0021] 通過(guò)用所述移動(dòng)終端的估計(jì)坐標(biāo)替代所述到達(dá)時(shí)間定位模型中的待定移動(dòng)終端 坐標(biāo)的方式，確定所述待定非視距誤差；
[0022] 將所述待定非視距誤差的統(tǒng)計(jì)平均值作為所述非視距誤差的估計(jì)值。
[0023] 優(yōu)選的是，所述移動(dòng)終端與第i個(gè)基站和第i+1個(gè)基站的具有待定非視距誤差的到 達(dá)時(shí)間差定位模型滿足：
[0024]
[0025] 其中，di為第i個(gè)基站到所述移動(dòng)終端的距離，dw為第i+1個(gè)基站到所述移動(dòng)終端 的距離;TD0A(i+i)i為所述移動(dòng)終端相對(duì)于所述第i個(gè)基站和所述第i + 1個(gè)基站的到達(dá)時(shí)間 差;C為光速;0(1+1)1為所述待定非視距誤差；（X，y，Z)為所述待定移動(dòng)終端坐標(biāo)，（XW，yw， ZW)為所述第i+1個(gè)基站的基站坐標(biāo)，（xi，yi，zi)為所述第i個(gè)基站的基站坐標(biāo)，ie[l，I]，I 為大于1的自然數(shù)，I表示所述基站的總數(shù)。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種室內(nèi)定位方法，其包括：
[0027] 獲取設(shè)置在室內(nèi)的每個(gè)基站的基站坐標(biāo)、W及接收的來(lái)自每個(gè)基站的信號(hào)的接收 信號(hào)強(qiáng)度指示；
[0028] 根據(jù)所獲取的基站坐標(biāo)和接收信號(hào)強(qiáng)度指示，得到移動(dòng)終端的估計(jì)坐標(biāo)；
[0029] 對(duì)于每?jī)蓚€(gè)基站，利用所述移動(dòng)終端的估計(jì)坐標(biāo)，結(jié)合所述移動(dòng)終端與所述兩個(gè) 基站的具有待定非視距誤差的到達(dá)時(shí)間差定位模型，得到針對(duì)所述兩個(gè)基站的非視距誤差 的估計(jì)值；
[0030] 通過(guò)用所述非視距誤差的估計(jì)值替代所述待定非視距誤差的方式來(lái)對(duì)所述到達(dá) 時(shí)間差定位模型進(jìn)行補(bǔ)償；
[0031] 利用補(bǔ)償后的到達(dá)時(shí)間差定位模型，結(jié)合牛頓迭代法，來(lái)確定所述待定移動(dòng)終端 坐標(biāo)。
[0032] 優(yōu)選的是，根據(jù)所獲取的基站坐標(biāo)和接收信號(hào)強(qiáng)度指示，得到移動(dòng)終端的估計(jì)坐 標(biāo)，包括：
[0033] 對(duì)于每個(gè)基站，根據(jù)與所述基站相對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)強(qiáng)度指示，得到與所述基站相 對(duì)應(yīng)的權(quán)值；
[0034] 根據(jù)針對(duì)各個(gè)基站的權(quán)值和基站坐標(biāo)，計(jì)算所述移動(dòng)終端的估計(jì)坐標(biāo)。
[0035] 優(yōu)選的是，根據(jù)針對(duì)各個(gè)基站的權(quán)值和基站坐標(biāo)，計(jì)算所述移動(dòng)終端的估計(jì)坐標(biāo)， 包括：
[0036] 計(jì)算所有基站的X坐標(biāo)的加權(quán)求和，得到所述移動(dòng)終端的估計(jì)X坐標(biāo)；
[0037] 計(jì)算所有基站的Y坐標(biāo)的加權(quán)求和，得到所述移動(dòng)終端的估計(jì)Y坐標(biāo)；
[0038] 計(jì)算所有基站的Z坐標(biāo)的加權(quán)求和，得到所述移動(dòng)終端的估計(jì)Z坐標(biāo)，由所述估計(jì)X 坐標(biāo)、估計(jì)Y坐標(biāo)和估計(jì)Z坐標(biāo)構(gòu)成所述移動(dòng)終端的估計(jì)坐標(biāo)。
[0039] 優(yōu)選的是，對(duì)于每?jī)蓚€(gè)基站，得到針對(duì)所述兩個(gè)基站的非視距誤差的估計(jì)值，包 括：
[0040] 通過(guò)用所述移動(dòng)終端的估計(jì)坐標(biāo)替代所述到達(dá)時(shí)間定位模型中的待定移動(dòng)終端 坐標(biāo)的方式，確定所述待定非視距誤差；
[0041] 將所述待定非視距誤差的統(tǒng)計(jì)平均值作為所述非視距誤差的估計(jì)值。
[0042] 優(yōu)選的是，所述移動(dòng)終端與第i個(gè)基站和第i+1個(gè)基站的具有待定非視距誤差的到 達(dá)時(shí)間差定位模型滿足：
[0043]
[0044] 其中，di為第i個(gè)基站到所述移動(dòng)終端的距離，dw為第i+1個(gè)基站到所述移動(dòng)終端 的距離;TD0A(i+i)i為所述移動(dòng)終端相對(duì)于所述第i個(gè)基站和所述第i + 1個(gè)基站的到達(dá)時(shí)間 差;C為光速;0(1+1)1為所述待定非視距誤差；（X，y，Z)為所述待定移動(dòng)終端坐標(biāo)，（XW，yw， ZW)為所述第i+1個(gè)基站的基站坐標(biāo)，（xi，yi，zi)為所述第i個(gè)基站的基站坐標(biāo)，ie[l，I]，I 為大于1的自然數(shù)，I表示所述基站的總數(shù)。
[0045] 與現(xiàn)有技