[发明专利]基于代价函数的室内无线定位与室外无线定位的无缝切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种室内无线定位与室外无线定位无缝切换方法，具体涉及一种基于代价函数的室内无线定位与室外无线定位的无缝切换方法，属于无线电技术领域。

背景技术

目前的无线电定位技术主要根据应用环境不同而分为室内定位和室外定位两种。室外定位服务主要是由全球卫星导航系统(GNSS)提供，目前已经相当成熟。而在室内定位技术方面，经过多年发展，也已接近成熟。目前比较主流的研究方向包括在多种短距无线通信体制下，如WLAN、Bluetooth、ZigBee等，基于接收信号强度(RSS)的指纹定位技术；基于TOA的路基定位技术，比如塔康导航、locata系统；基于RFID的室内定位技术以及基于UWB的室内定位技术等。近期的研究逐渐呈现出多种传感器联合，多种系统融合的趋势，可以预见，在将来的室内定位或者城市环境下的定位服务中，各种体制的定位系统将会根据不同的需求而共存甚至走向融合互用。

而在未来的实际应用中，用户必然要求基于位置信息的服务(LBS)不会随着位置的变化而中断，这就要求对用户的定位服务可以在室内外两种环境下平滑的切换，以保证定位服务无缝覆盖。

由于室内定位技术并未完全投入实用，定位服务尚未覆盖到室内，所以目前的研究很少关注到多种异构定位系统间的切换问题。但可以预见，当室内定位技术成熟后，形如室内、室外两种环境间的切换这样的切换问题将成为实现无缝定位服务的进程中不可回避的问题。

以室内外定位系统的切换为例，目前能够区分室内外环境的物理量主要有GNSS卫星信号强度、GNSS可见星数量、室内定位节点信号强度、测试向量与指纹图的欧式距离等。

图1和图2给出了一个简单室内环境周边的室内定位节点信号强度和测试向量与指纹图的欧式距离的分布情况。图中方框表示建筑物的墙体，圆圈表示室内定位系统的发射机位置。

图1中颜色越深的部分表示信号强度越弱，图2中颜色深的部分表示检测到的RSS向量与指纹图的欧式距离越小。从图中可以看出，两者虽然在室内外环境间存在一定区分度，但区分边界模糊，区分能力较差。上面给出的仅是在理想环境下的软件仿真结果，在真实的室内应用环境中，建筑物的复杂程度远高于上面的方针环境，信号的衰减情况也更为复杂，其对室内外环境的区分能力也随之降低。

GNSS信号强度由于建筑物结构不同对GNSS信号的衰减也不同，故其区分度受环境影响较大。并且在楼宇边缘或拐角处，由于楼体的遮挡，接收机虽能接受到足够强的GNSS信号，但却无法接受到足够的可见星进行定位。

GNSS可见星有着较好的室内外环境区分度，但在窗口、门口等室内环境下接收机仍然可以接收到GNSS信号，但此时在室内环境下并不适合使用GNSS定位。

可见多数情况下，对单一物理量的观测并不能够非常可靠的确定用户采信的定位系统。

发明内容

本发明的目的是为解决现有室内无线定位与室外无线定位不能无缝切换的问题，进而提供一种基于代价函数的室内无线定位与室外无线定位的无缝切换方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

本发明的基于代价函数的室内无线定位与室外无线定位的无缝切换方法的具体步骤为：

步骤一、设置交叠区

(1)、交叠区的空间设定：交叠区的设定具体是如下条件：保证用户在进入定位系统信号覆盖区，就可以接收到该定位系统广播的信号，并且典型用户的运动速度穿过交叠区所需的时间要大于下载定位所需信息的时间，以使用户在进入目标定位系统时已经完整地下载了定位所需的数据；

(2)、交叠区定位的建立：用户在交叠区内应能够同时得到两种定位系统提供的位置信息，以保证位置信息不中断；

步骤二、选择参数，根据不同定位系统选取不同的参数参与代价函数运算，由于定位切换需要在异构的定位系统间进行，对于不同的定位系统需要选择不同的参数来构成代价函数；

步骤三、设定权重，将各定位系统中选中的参数代入如下代价函数中：

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