室內(nèi)組合導(dǎo)航定位方法研究.pdf

1、隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，基于位置的服務(wù)（LBS）受到了越來(lái)越多的關(guān)注，導(dǎo)航定位是其關(guān)鍵技術(shù)之一。全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System, GNSS）包括美國(guó)的 GPS、俄羅斯的 Glonass、歐洲的 Galileo、中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等，已經(jīng)能提供良好的室外導(dǎo)航定位服務(wù)。但在室內(nèi)環(huán)境中，建筑物遮擋嚴(yán)重，衛(wèi)星信號(hào)微弱，無(wú)法實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星定位，加之室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜多樣，信號(hào)傳播會(huì)受到建筑物及移動(dòng)

2、人員的遮擋，引起信號(hào)的衰落、反射、衍射等現(xiàn)象，造成多徑現(xiàn)象及非視距誤差，因此室內(nèi)定位還存在許多問(wèn)題，目前還沒(méi)有一個(gè)能夠普適應(yīng)用的成熟的室內(nèi)定位系統(tǒng)。所以研究室內(nèi)導(dǎo)航定位方法具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首先研究提出了一種新的 RSSI值處理方法-廣義延拓插值室內(nèi)定位方法。在介紹一些傳統(tǒng)的室內(nèi)定位方法和基于RSSI的測(cè)距原理基礎(chǔ)上，分析了傳統(tǒng)測(cè)距方法中大尺度衰減模型的不足，提出了一種新的 RSSI值處理方法-廣義延拓插值方

3、法。對(duì)新方法下的測(cè)距精度進(jìn)行了仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并與大尺度衰減模型下的測(cè)距精度進(jìn)行了對(duì)比，通過(guò)ZigBee的定位實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文所提方法的優(yōu)越性。
　　其次研究提出了一種室內(nèi)無(wú)源定位方案。本方案采用航位推算算法不斷更新當(dāng)前位置點(diǎn)，由磁羅盤(pán)和速度傳感器提供載體當(dāng)前航向角及速度信息，并提出了一種基于誤差模型庫(kù)的差分誤差校正方法用于航向角的誤差校正。由于室內(nèi)環(huán)境中磁場(chǎng)干擾源較多，建筑中的剛筋結(jié)構(gòu)、強(qiáng)電場(chǎng)等都會(huì)對(duì)地磁場(chǎng)產(chǎn)生干擾，造成磁羅盤(pán)在室

4、內(nèi)環(huán)境中誤差較大，無(wú)法直接使用。又因?yàn)楦蓴_源不確定，使磁羅盤(pán)角度偏差沒(méi)有規(guī)律性，傳統(tǒng)的誤差校正方法難以應(yīng)用。因此本文采用對(duì)待定位區(qū)域采樣測(cè)量的方法，并用廣義延拓逼近方法建立誤差模型庫(kù)，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)用誤差指紋庫(kù)中的角度偏差值達(dá)到差分校正的目的，大大提高了航位推算的精度。
　　然后研究提出了一種IMU（Inertial Measurement Unit，慣性測(cè)量單元）輔助的欠星定位算法。充分利用載體當(dāng)前運(yùn)動(dòng)信息、定位節(jié)點(diǎn)偽距信息和地圖信

5、息等先驗(yàn)信息，提出一種加權(quán)融合算法將多種信息進(jìn)行融合，彌補(bǔ)了欠星條件下解算方程信息冗余度不夠的問(wèn)題，對(duì)各種信息權(quán)系數(shù)的選取進(jìn)行了合理的分析。
　　最后對(duì)室內(nèi)環(huán)境的車(chē)載定位應(yīng)用進(jìn)行了研究。車(chē)載定位采用導(dǎo)航燈/OBD組合定位的方式。汽車(chē)CAN-BUS系統(tǒng)是連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，面向廣播的串行總線(xiàn)系統(tǒng)，其通過(guò)OBD數(shù)據(jù)接口可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)傳感器、控制器、執(zhí)行器等與電腦端的數(shù)據(jù)交流。汽車(chē)內(nèi)部傳感器提供的航向角、速度等信息相對(duì)外部慣性器件更加穩(wěn)定且不受