一种室内外定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种室内外定位系统，系统包括设置于建筑物内标识物上用于发射射频信号的便携设备，设置于建筑物外、用于接收并根据所述射频信号计算所述便携设备位于当前建筑物的室内地图上的坐标的接收定位设备，以及接收所述坐标、调用当前建筑物的室内地图以及GPS或北斗卫星所测得的当前建筑物的室外地图根据地图之间的比例关系将所述坐标转换为室外地图上的坐标的终端服务器。所述系统将射频室内定位和GPS/北斗室外定位结合，实现了室内外的统一定位，定位高精度，能够快速部署，且可适应各种恶劣环境。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种室内外定位系统
本技术涉及无线定位技术，更具体地说，涉及一种室内外定位系统。
技术介绍
基于位置的服务(LBS :Location Based Service)是电子信息产业的一个拥有广泛应用与巨大市场价值的领域，目前的室内或者室外定位系统包含以下几种I、GPS 定位全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆炸监测和应急通讯等一些军事目的，其主要由二十四颗专用 GPS卫星和地面辅助设备组成，民用GPS定位精度大概为十米左右。其缺点在于全球定位系统精度不高，并且只能对室外进行定位，无法覆盖室内以及隐蔽的室外空间。在应用导航等服务的同时，使用者自己也被追踪，隐私不能得到保护。2、北斗定位北斗定位系统与GPS定位类似，是由我国自主研发的一种利用地球同步卫星为用户提供全天候，区域性的卫星定位系统。由于目前卫星不多，定位度只能到二十五米。其缺点和GPS系统一样，只能进行室外定位，用户隐私无法得到保证的同时存在定位精度不高的问题。3、手机移动定位手机移动定位是利用GSM或者CDMA等无线移动网的蜂窝技术来实现位置信息的查询，GSM或CDMA无线移动网络是由许多像蜂窝一样的小区构成，每个小区都有自己单独的编号，通过手机所在小区的识别号，就可以知道手机用户所在的位置。其缺点在于对室内定位精度不够，且无法保护用户隐私。4、基于RSSI三点定位RSSI定位技术是通过接收射频信号(常用的为433MHz，900MHz以及2. 4GHz)，根据信号强度与传输距离的关系来确定距离，并利用三点确定一个具体坐标的方式来实现定位的技术。其缺点在于由于该技术所用的频率与日常生活所用的手机，无线路由，蓝牙， WIFI等接近或冲突，很容易受到各种信号的干扰，造成定位精度不够的问题，通常只有十米。同时由于射频信号穿透金属与障碍物的能力有限，室内距离有限。5、基于 Τ0Α, AOA 定位TOA, AOA技术是一种在蜂窝网络中利用电波到达时间(TOA)对移动台(MS)进行定位估计时，也可利用服务基站(BS)提供较准确电波到达角(AOA)信息，以提高定位性能的技术。其定位精度尚可，可以达到几米。其缺点在于室内环境中易受到各种干扰，同时不抗金属环境，穿透性不好。6、基于UWB的实时定位3UffB技术是Ultra Wide Band的简写，即超宽带无线技术。UWB是一种无载波通信技术，它利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲来传输数据。以UWB作为信号发射端，再利用 TOA和AOA技术，可以实现室内定位。其缺点在于由于UWB所使用的频率高达5GHz以上， 其在自由空间的衰减非常快，传输距离有限，同时抗金属性能较差。7、射频定位技术射频定位技术采用频率为800ΙΓ1. 5MHz的低频射频信号，利用其波长超长可轻易绕过金属和障碍物的特点，以及近场振幅相位与距离的相互关系，来进行室内外定位的技术。其与上述各种定位技术相比，解决了无法在室内定位，暴露自身隐私，定位精度不够，抗金属和抗干扰能力不好，穿透性弱等各种缺陷。同时该技术具有成本低，可快速部署等优点。需要提供一种定位系统，能够实现室内及室外的统一定位，并且具有较高的定位精度。
技术实现思路
本技术针对现有的定位系统，无法实现室内及室外的统一定位，并且定位精度不高的缺陷，提供一种能实现室内及室外统一定位且定位精度高的室内外定位系统。本技术解决其技术问题提供的技术方案是提供一种室内外定位系统，包括设置于建筑物内固定或移动的标识物上，用于发射射频信号的便携设备；设置于建筑物外，用于接收所述便携设备发射的射频信号，根据所述射频信号计算所述便携设备位于当前建筑物的室内地图上的坐标的接收定位设备；接收所述坐标，调用当前建筑物的室内地图、以及GPS或北斗卫星所测得的当前建筑物的室外地图，根据所述室内地图和所述室外地图的比例关系，将所述坐标转换为室外地图上的坐标的终端服务器。优选地，所述便携设备包括第一天线组，所述第一天线组包括一个用于发射电场信号的天线和一个用于发射磁场信号的天线。优选地，所述接收定位设备还包括用于接收所述第一天线组发射的射频信号的第二天线组，所述第二天线组包括一个水平极化的天线、一个垂直极化的天线和一个径向极化的天线。进一步优选地，所述第二天线组中水平和垂直极化的天线为磁场天线，径向极化的天线为电场天线。优选地，所述系统还包括与所述终端服务器连接的显示装置。优选地，所述系统包括若干个所述便携设备。优选地，所述系统包括若干个所述接收定位设备。本技术的室内外定位系统具有以下有益效果基于射频实时定位技术与 GPS/北斗室外定位相结合，实现了室内外的统一定位，与传统定位技术相比，通过采用射频技术能够很好地服金属以及障碍物的阻挡，并且具有高精度，能够快速部署，可适应各种恶劣环境；并且，只涉及建筑物的地理坐标和室内地图，其定位过程只和位置信息相关联而不会和用户信息关联，不会主动泄露接受定位设备与用户的信息，很好的保护了用户的隐私。附图说明图I为本技术的室内外定位系统第一实施例的系统框图；图2为第二天线组接收的12个近场射频参数示意图；图3为本技术的室内外定位系统第二实施例的系统框图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术做进一步的解释说明。图I为本技术的室内外定位系统第一实施例的系统框图，如图I所示，在本实施例中，本技术的室内外定位系统100包括便携设备110、接收定位设备120和终端服务器130。便携设备110设置于当前建筑物内固定或者移动的标识物(例如建筑物内的桌子、柜子、人等)上，用于发射射频信号。在本实施例中，便携设备110是有源的，发射的射频信号为800KHZ I. 5MHz的射频信号。接收定位设备120包括数据库，数据库中包括当前建筑物的室内地图信息。接收定位设备120设置于建筑物外任意位置(在其与便携设备110的最大通信距离内，例如室内可以达到15 30米，室外可达到50 70米)，用于接收便携设备110发射的射频信号，根据接收到的射频信号计算便携设备110位于当前建筑物的室内地图上的坐标，并发送计算出的坐标。接收定位设备120能够对数据库中存储的地图信息进行修改、删除、增加和更新。终端服务器130，用于接收接收定位设备120发送的坐标，调用当前建筑物的室内地图、以及GPS或北斗卫星所测得的当前建筑物的室外地图，以获知室内地图和室外地图的缩放比例，再根据室内地图和室外地图的缩放比例之间的关系(比例关系)，将接收到的室内地图上的坐标转换为室外地图上的坐标。在本实施例中，便携设备110包括第一天线组，所述第一天线组包括一个用于发射电场信号的天线和一个用于发射磁场信号的天线。接收定位设备120还包括用于接收所述第一天线组发射的射频信号的第二天线组，所述第二天线组包括两个正交的磁场天线 (H-field antenna)和一个电场天线(Electric f ieldantenna),两个磁场天线分别是水平极化和垂直极化，电场天线为径向极化。接收定位设备120可以分析接收到的射频信号的振幅和/或相位差，根据无线电波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室内外定位系统，其特征在于，包括：设置于建筑物内固定或移动的标识物上，用于发射射频信号的便携设备（110）；设置于建筑物外，用于接收所述便携设备（110）发射的射频信号，根据所述射频信号计算所述便携设备（110）位于当前建筑物的室内地图上的坐标的接收定位设备（120）；接收所述坐标，调用当前建筑物的室内地图、以及GPS或北斗卫星所测得的当前建筑物的室外地图，根据所述室内地图和所述室外地图的比例关系，将所述坐标转换为室外地图上的坐标的终端服务器（130）。

【技术特征摘要】
1.一种室内外定位系统，其特征在于，包括 设置于建筑物内固定或移动的标识物上，用于发射射频信号的便携设备(110); 设置于建筑物外，用于接收所述便携设备(110)发射的射频信号，根据所述射频信号计算所述便携设备(110)位于当前建筑物的室内地图上的坐标的接收定位设备(120); 接收所述坐标，调用当前建筑物的室内地图、以及GPS或北斗卫星所测得的当前建筑物的室外地图，根据所述室内地图和所述室外地图的比例关系，将所述坐标转换为室外地图上的坐标的终端服务器(130)。2.根据权利要求I所述的室内外定位系统，其特征在于，所述便携设备(110)包括第一天线组，所述第一天线组包括一个用于发射电场信号的天线和一个用于发射磁场信号的天线。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：朱丽萍，张茂先，许晖，
申请(专利权)人：航天数联信息技术深圳有限公司，
类型：实用新型
国别省市：