本发明专利技术公开一种多体制协同室内外精密定位系统架构及其运行方法，所述多体制协同室内外精密定位系统架构基于统一的时空基准设计，且所述多体制协同室内外精密定位系统架构包括：室外定位系统，用于采用差分GNSS与PDR融合定位方式获取室外定位结果；室内定位系统，用于采用WIFI/BLE云端协同与PDR融合定位方式获取室内定位结果；室内外连接区定位系统，用于以PDR为连接，使用地图匹配预知是否处于室内外连接区域，若是，则采用集中滤波算法对多路定位观测数据进行融合处理，输出最优定位结果。本发明专利技术基于多体制协同，将不同的定位技术进行紧密协作，解决定位信息缺乏、定位源离散、定位时空障碍的问题，共同完成室内外多体制协同定位场景下的无缝精密定位。同定位场景下的无缝精密定位。同定位场景下的无缝精密定位。
【技术实现步骤摘要】
多体制协同室内外精密定位系统架构及其运行方法
[0001]本专利技术涉及室内外精密定位
，尤其涉及室内外多体制协同定位场景下的系统架构设计、室内外定位时空基准统一、自动平滑的室内外定位智能切换等，具体为一种多体制协同室内外精密定位系统架构及其运行方法。
技术介绍
[0002]近几年，移动互联网的高速发展和智能手机的普及，带动了基于位置服务（LBS）产业的发展。LBS是将卫星定位系统和移动网络通信相结合，采用多种定位技术和数据处理技术交叉融合，向大众用户提供位置信息服务并集成各种与位置相关的业务。但是当前室内外定位技术手段仍存在信息缺乏、离散，体制落后的缺陷，难以满足大众对城市道路和大型地下空间等复杂环境下无缝精密定位的需求。
[0003]现有技术针对室内外定位的公开文献如，公开号CN106842267A的中国专利于2017年6月13日公开的一种低功耗室内外定位无缝切换方法，该方法包括定位终端根据定位历史数据和接收到的定位信号数据判断自身定位状态，并根据判断结果选择纯室内定位方法、纯室外定位方法或室内外无缝切换定位方法进行自身定位。公开号CN107024709A的中国专利于2017年8月8日公开的一种室内外无缝定位方法，该方法通过北斗导航定位、超宽频实时定位系统的融合，实现室内外机械设备的连续定位。
[0004]现有技术面临的关键问题主要包括：（1）多体制技术互通共联不足；（2）室内外定位时空基准存在差异；（3）室内外无缝连续定位能力不足等。
技术实现思路
[0005]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种多体制协同室内外精密定位系统架构及其运行方法，用以解决上述至少一个技术问题。
[0006]一方面，本专利技术提供一种多体制协同室内外精密定位系统架构，所述多体制协同室内外精密定位系统架构基于统一的时空基准设计，且所述多体制协同室内外精密定位系统架构包括：室外定位系统，用于采用差分GNSS与PDR融合定位方式获取室外定位结果；室内定位系统，用于采用WIFI/BLE云端协同与PDR融合定位方式获取室内定位结果；室内外连接区定位系统，用于以PDR为连接，使用地图匹配预知是否处于室内外连接区域，若是，则采用集中滤波算法对多路定位观测数据进行融合处理，输出最优定位结果。
[0007]上述技术方案基于多体制协同，将不同的定位技术进行紧密有效的协作，解决定位信息缺乏、定位源离散、定位时空障碍的问题，共同完成室内外多体制协同定位场景下的无缝精密定位。
[0008]作为进一步的技术方案，所述室外定位系统包括：基础平台层，用于在GNSS高精度
云处理平台的支持下，生成GNSS差分改正数；服务层，用于根据接收到的用户终端的定位请求，结合基础平台层生成的GNSS差分改正数，播发特定格式的改正数信息；信息处理层，用于根据用户终端的本地GNSS数据及IMU数据，结合服务层播发的GNSS改正数信息，进行差分GNSS解算，同时利用用户终端内置传感器采集的数据，进行PDR解算，再利用集中滤波器对差分GNSS解算结果和PDR解算结果进行定权融合处理，得到室外定位结果；应用层，用于对信息处理层输出的室外定位结果进行提取、处理、多维语义化输出及实时显示。
[0009]具体地，所述室外定位系统的服务层接收到用户终端的定位请求后，播发特定格式的轨道、钟差、大气等改正数信息。
[0010]所述室外定位系统的信息处理层是实现GNSS/IMU室外高精度定位系统的核心。可选地，其信息处理层可以接受服务层发送的各类改正数信息（卫星轨道钟差改正、电离层误差改正和对流层误差改正），可以采集本地GNSS数据以及IMU数据，并进行验前、验后信息以及观测值一致性检验探测并剔除GNSS观测粗差。所述信息处理层可以结合GNSS云平台播发的实时高精度差分改正信息，进行实时差分定位解算。同时，所述信息处理层可以利用终端内置IMU/磁强计等传感器的数据，进行步频探测、步长和航向角估计，并且通过模态识别区分用户运动状态，从而准确推算行人位移。最终，所述信息处理层可以采用集中滤波器对GNSS差分定位/PDR推算导航的多源观测信息进行深度融合数据处理，结合室外地图数据、智能终端传感器数据以及行人运动特征等辅助信息，实现室外精准定位。
[0011]可选地，所述室外定位系统的应用层还用于挖掘相关道路传感器指纹特征信息的生成，以提高室外定位的精度和可靠性。
[0012]作为进一步的技术方案，所述室内定位系统包括：基础平台层，用于形成信标位置和信标指纹的数据库，为服务层提供基础数据和信息处理平台；服务层，用于根据接收到的用户终端的定位请求，结合用户终端上传的观测信息识别用户所处环境，并从数据库中调出信标位置和信标指纹信息，在云端完成云定位，再将云定位位置和辅助定位信息播发给用户终端；信息处理层，位于用户终端，用于利用播发的云定位位置协同WiFi/BLE进行室内绝对定位，同时利用用户终端内置传感器采集的数据进行PDR解算，再利用集中滤波对绝对定位结果和PDR解算结果进行定权融合处理，得到室内定位结果；应用层，用于定位信息提取、多维语义化位置信息生成及展示。
[0013]具体地，所述室内定位系统的基础平台层为室内定位服务技术的基础支撑，采用云平台技术，存储覆盖全国的海量无线定位信号数据库，对大规模用户的众包数据进行过滤、聚类、索引和分析后，推算出信号发射源（基站、WIFI、地磁特征）的位置，并结合高精度重点场所部署的设备，人工采集高分辨率的指纹信息，形成覆盖全国的大规模信标位置和信标指纹的数据库，为服务层提供基础数据和信息处理平台。
[0014]具体地，所述室内定位系统的服务层在接收到用户终端的定位请求后，根据用户终端上传的观测信息识别用户所处环境，并从云平台数据库中调出信标和指纹信息，在云端完成云定位，再将位置和辅助定位信息以一定的编码格式与协议，通过移动通信网络播发给用户终端。
[0015]具体地，所述室内定位系统的信息处理层位于用户终端，在室内WIFI/BLE/地磁三种技术进行室内绝对定位，利用云平台播发的信标位置进行三角定位，指纹信息进行匹配定位，多种定位技术和方法进一步融合互检，排除异常观测信息。同时，利用陀螺仪/加速度
计/磁强计进行PDR解算定位结果进行辅助，得到可用性和连续性好的定位结果，并在应用层进一步分析，生成用户感兴趣的多维语义化位置信息，加载到百度室内地图上进行展示。
[0016]作为进一步的技术方案，所述室内定位系统的服务层还用于，获取WiFi观测值、BLE观测值、地磁观测值，结合WIFI/BLE/地磁指纹库，进行云端指纹匹配室内定位，并输出用户位置及精度信息。这里的指纹库包含WiFi/BLE/地磁的指纹信息。由于WiFi/BLE的定位精度与设备部署密度相关，而地磁指纹定位精度仅与地磁的采集密度有关，与设备部署密度无关，因此，利用地磁匹配定位对WiFi/BLE定位进行辅助，以提高整体定位精度。
[0017]作为进一步的技术方案，所述室内外连接区定位系统包括：区域划分模块，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.多体制协同室内外精密定位系统架构，其特征在于，所述多体制协同室内外精密定位系统架构基于统一的时空基准设计，且所述多体制协同室内外精密定位系统架构包括：室外定位系统，用于采用差分GNSS与PDR融合定位方式获取室外定位结果；室内定位系统，用于采用WIFI/BLE云端协同与PDR融合定位方式获取室内定位结果；室内外连接区定位系统，用于以PDR为连接，使用地图匹配预知是否处于室内外连接区域，若是，则采用集中滤波算法对多路定位观测数据进行融合处理，输出最优定位结果。2.根据权利要求1所述多体制协同室内外精密定位系统架构，其特征在于，所述室外定位系统包括：基础平台层，用于在GNSS高精度云处理平台的支持下，生成GNSS差分改正数；服务层，用于根据接收到的用户终端的定位请求，结合基础平台层生成的GNSS差分改正数，播发特定格式的改正数信息；信息处理层，用于根据用户终端的本地GNSS数据及IMU数据，结合服务层播发的GNSS改正数信息，进行差分GNSS解算，同时利用用户终端内置传感器采集的数据，进行PDR解算，再利用集中滤波器对差分GNSS解算结果和PDR解算结果进行定权融合处理，得到室外定位结果；应用层，用于对信息处理层输出的室外定位结果进行提取、处理、多维语义化输出及实时显示。3.根据权利要求1所述多体制协同室内外精密定位系统架构，其特征在于，所述室内定位系统包括：基础平台层，用于形成信标位置和信标指纹的数据库，为服务层提供基础数据和信息处理平台；服务层，用于根据接收到的用户终端的定位请求，结合用户终端上传的观测信息识别用户所处环境，并从数据库中调出信标位置和信标指纹信息，在云端完成云定位，再将云定位位置和辅助定位信息播发给用户终端；信息处理层，位于用户终端，用于利用播发的云定位位置协同WiFi/BLE进行室内绝对定位，同时利用用户终端内置传感器采集的数据进行PDR解算，再利用集中滤波对绝对定位结果和PDR解算结果进行定权融合处理，得到室内定位结果；应用层，用于定位信息提取、多维语义化位置信息生成及展示。4.根据权利要求3所述多体制协同室内外精密定位系统架构，其特征在于，所述室内定位系统的服务层还用于，获取WiFi观测值、BLE观测值、地磁观测值，结合WIFI/BLE/地磁指纹库，进行云端指纹匹配室内定位，并输出用户位置及精度信息。5.根据权利要求1所述多体制协同室内外精密定位系统架构，其特征在于，所述室内外连接区定位系统包括：区域划分模块，用于将定位区域划分为室外区域、室内区域和室内外连接区域；位置感知模块，用于根据GNSS信号或WIFI/BLE信号的强度变化，结合地图匹配来预知用户终端的位...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁怀月，汪畅，姚宜斌，彭文杰，
申请(专利权)人：中冶智诚武汉工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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