[发明专利]一种无缝定位方法及装置

说明书

技术领域

本申请涉及空间定位领域，特别是涉及一种基于UWB、RTD、MEMS集成的无缝定位方法实现权限项动态调整的方法及装置。

背景技术

高精度无缝定位技术的实现前提是在有/无导航卫星信号的环境、场合下，充分利用广泛存在的无线电信号如GNSS、Wi-Fi、UWB等，并以基于MEMS的惯性器件所提供的速度、加速度、姿态等信息为辅助，综上进行融合处理，从而在任何场合的应用情景下，实时地获取用户所关心的高精度位置、速度、姿态等参数；现有定位技术主要分为以下几类：

1)室外定位(GNSS-RTD)技术：

在室外定位场合，通过已经固化的GNSS手持机模块，充分依托全球覆盖的导航卫星信号，联合GNSS地面增强系统如连续运行参考站提供的高精度卫星差分改正信号，基于精密测量的载波相位测量值，利用差分技术，实现高达数个厘米量级的定位结果的输出。

其中：GNSS：地面增强系统，是指通过建设分布在全球/区域的若干个卫星导航地面参考站，进行合理组网，对全球卫星导航信号进行实时接收、处理，并形成有效的服务如精密星历、钟差、电离层改正、差分电文等，再而通过计算机网络、移动通信网络等高效传输技术，发播至广大用户。

RTD：Real-Time Differential，是指基于全球卫星导航信号的实时动态高精度定位技术，通过单个或者参考站网络的差分信号提供，基于特定的差分解算计算模型，用户端实时地获得真三维地球空间坐标。主要适用于室外定位场合。

2)室内定位(UWB-TDOA)技术：

在室内定位场合，通过广泛布设的超宽带传感器基站，在设备充分同步的基础上，基于精密测量的时间达到差观测值，结合预先精确标定的传感器基站坐标，通过距离交会的计算方法，实现高达10个厘米量级的定位结果输出。

其中：UWB：Ultrawide Band，超宽带技术，是一种短距离通信技术，具有对信道衰落不敏感；发射信号功率谱密度低，有低截获能力，系统复杂度低，能提供数厘米的定位精度等优点；尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入和军事通信应用。

TDOA：Time of Difference Arrival，在用户终端与传感器设备之间得到时间同步的基础上，通过用户终端获取两个或者以上传感器基站的传输时间量值，进而以时间差分的方式，计算出用户位置的过程。

3)辅助定位(MEMS-IMU)技术：

在室内外无线电难以覆盖接收的定位盲区，利用嵌入的MEMS器件加以辅助，一般利用IMU元件，通过惯性测量的原理，输出短暂过渡的三维位置、加速度/速度、姿态等参数。

其中：MEMS：Micro Electro Mechanical systems的缩写，即微电子机械系统。指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。这种微电子机械系统不仅能够采集、处理与发送信息或指令，还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令采取行动。

4)数据融合技术：

利用计算机对按时序获得的若干观测信息如GNSS、UWB、MEMS等，在一定准则下加以自动分析、综合，以完成所需的决策和评估任务而进行的信息处理。包括对各种信息源给出的有用信息的采集、传输、综合、过滤、相关及合成。

目前，室外定位的场合及应用越发普遍且手段不多，主要集中在卫星导航、惯性设备等，从简单的个人/大众电子消费品，如GNSS/DR/COMPASS集成的移动电话、PDA等手持终端，到复杂的专业定位设备，如RTD接收机终端、多功能专业GNSS手持机等；

而在室内定位场景方面，主要是HS-GNSS、CDMA、Wi-Fi、RFID、ZigBee等广泛存在的无线电信号，在相关的基础设施依托下，室内定位的设备更是不一，并无专门针对制定的标准及产品，常见的主要是WhereNet、Ekahau、Ubisense等公司根据单一无线电信号制定的产品，且定位精度不高。

在室内/室外任意切换、无缝过渡的高精度定位应用、生产服务场合，如精密设备移动的智能引导、贵重资产的移动管理等场景中，目标载体的位置信息尤为至关重要，因此对定位的精确度提出了很高的要求，一般均达到了分米量级；同时，定位的场景往往需要在室内/室外之间任意切换及无缝过渡。