[发明专利]一种增强差分气压测高校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测高技术，尤其涉及一种用于精准室内定位的增强差分气压测高校正方法。

背景技术

精准室内位置服务在应急救援、车辆导航、反恐维稳和特殊人群关爱等领域中的应用越来越重要，已成为国际科技技术经济竞争的焦点。与室外位置服务相比，室内位置服务对精准的三维信息(即经度、纬度和高度信息)的需求更加迫切，以便对建筑内部拥挤狭小的空间进行更加准确的区分。其中，在垂直位置上的区分度应当做到米级定位。这样可以帮助用户对建筑楼层进行精准的辨别，实现对室内位置的全息定位。但是，目前的主流测高技术，诸如激光测高、雷达(无线电)测高、卫星测高、大气压测高等均受到测高精度、成本控制以及适用范围等难题的制约，难以被应用于广域的大众位置服务。

目前，差分气压测高法是一种改进过的基于大气压测高原理的测高方法。该方法的基本原理是利用气压差分的方法对大气压测高方法中由于环境因素影响而带来的偏差进行修正。利用地面气压基准站的气压对需要测高的终端位置的气压值进行精确的修正，从而补偿大气物理环境变化对气压高度测量结果的影响。该方法能够在很大程度上提升气压测高方法的准确度，克服稳定性差、可靠性较低等缺陷。而且，实施该方法的设备实体较为简单、成本低廉，并且测高功能的实体部件可以在用户端实现设备微型化。这些优点决定了它具有适用于室内定位测高的潜质。但是，该方法还面临一个问题，即在局域温差异常的测量环境下，终端侧由于局域温度异常会导致局域气压变化的趋势与基站侧不一致，换言之，不能满足气压变化物理的一致性。这会导致，在局域温差异常环境(通常是指火场环境、使用大功率制冷制热源的室内空调暖气环境等)下，利用差分气压测高方法获得的测量结果准确度低，测量结果误差较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新的可针对局域温差异常测量环境使用的增强差分气压测高校正方法。该方法包括以下步骤：

监测位于局域温差异常环境中的测高点的气压和温度，根据测高点的气压和温度变化来计算其中由于局域温差而引起的气压变化量，进而计算出由于垂直运动而引起的气压变化量，利用由于垂直运动而引起的气压变化量来计算测高点的高度。

根据本发明的实施例，可以先对监测的测高点的气压和温度数据进行滤波处理，然后才用于计算由于局域温差而引起的气压变化量。

根据本发明的实施例，优选利用滑动平均滤波器和拉依达记忆数据滤波器，对监测的测高点的气压和温度数据进行所述滤波处理。

根据本发明的实施例，可以利用由于垂直运动而引起的气压变化量，结合已知的气压基准站的高度、气压和温度，根据差分气压测高方程求解测高点的海拔高度。

根据本发明的实施例，可以只有当由于垂直运动而引起的气压变化量符合运动行为特征时，才利用其来计算测高点的海拔高度。

根据本发明的实施例，可以根据测高点的气压和温度变化来计算其中由于局域温差而引起的气压变化量，包括以下步骤：

1)根据监测的测高点的气压和温度，获得一段特定时间(t_a，t_b)内测高点的气压变化量ΔP；

2)将特定时间(t_a，t_b)内的测高点的气压变化量ΔP分为m等分，获得相应的气压变化量数据等分的时间段(t_a，t₀)、(t₀，t₁)、(t₁，t₂)、……、(t_m-2，tb)；

3)计算各个气压变化量数据等分时间段内的气压变化量Δp与相应的温度变化量Δt的比值，并求出所有比值的平均值；

4)利用所有比值的平均值以及在特定时间(t_a，t_b)内的测高点的温度变化量ΔT来计算由于局域温差而引起的气压变化量ΔP′。

根据本发明的实施例，由于局域温差而引起的气压变化量等于所有比值的平均值与在特定时间(t_a，t_b)内的测高点的温度变化量ΔT的乘积。

根据本发明的实施例，由于垂直运动而引起的气压变化量等于特定时间(t_a，t_b)内测高点的气压变化量ΔP减去由于局域温差而引起的气压变化量ΔP′。

与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：