[发明专利]一种基于北斗卫星导航的室内外一体化定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于北斗卫星导航的室内外一体化定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：采用5G通信技术与北斗卫星导航系统对终端接收机进行定位，得到定位数据，所述定位数据包括时间信息与距离信息；

步骤S2：对所述定位数据采用Chan算法处理，得到第一位置信息数据；

步骤S3：定义并利用加权系数调整所述第一位置信息数据得到最终位置信息数据。

2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星导航的室内外一体化定位方法，其特征在于，在进行对所述定位数据采用Chan算法处理，得到第一位置信息数据步骤之后，还进行如下步骤：

步骤S2.A：通过采用泰勒级数展开法，以定位数据对所述第一位置信息数据进行递归计算得到所述终端接收机坐标的测量误差；

步骤S2.B：比较所述测量误差与预设定的门限值大小，若大于所述门限值，则返回步骤S2，以所述第一位置信息数据为定位数据，继续采用Chan算法处理；若小于，则转到步骤S3。

3.根据权利要求1所述的基于北斗卫星导航的室内外一体化定位方法，其特征在于，所述采用5G通信技术与北斗卫星导航系统对终端接收机进行定位，包括如下步骤：

步骤S1.1：同步终端接收机和北斗卫星；

步骤S1.2：测量北斗卫星与终端接收机距离；

步骤S1.3：寻找到所述北斗卫星位置，确定接收来自同一个北斗卫星信号的终端接收机的数量；

步骤S1.4：对终端接收机多边定位。

4.根据权利要求3所述的基于北斗卫星导航的室内外一体化定位方法，其特征在于，所述同步终端接收机和北斗卫星，采用FTSP时间同步算法进行同步，具体是通过参考节点与待同步节点单项广播同步消息的方式同步终端接收机和北斗卫星。

5.根据权利要求4所述的基于北斗卫星导航的室内外一体化定位方法，其特征在于，所述同步终端接收机和北斗卫星，包括如下步骤：

步骤S1.1.1：分配给全网范围内的所有节点唯一身份标识号作为标识符，将整个无线传感器网络的根节点作为时间同步的参考节点；

步骤S1.1.2：所述根节点将自身的同步信息标记时间戳后向通信范围内所有待同步节点以泛洪的方法发送，待同步节点接收所述同步信息后解析其中的时间戳，计算时钟偏移，将本地时间调整至参考时间，完成时间同步；

步骤S1.1.3：所有待同步节点参照所述根节点以自身为参考节点向通信范围内播报同步消息，所述同步消息中包含2次时间戳信息，所有未同步节点接收所述时间戳信息后完成自身时间同步，已同步的节点则根据所述时间戳信息判断同步级别；

步骤S1.1.4：判断是否全网范围内所有节点均接收到所述同步消息，若否，转到步骤S1.1.1，若是，则退出。

6.根据权利要求1所述的基于北斗卫星导航的室内外一体化定位方法，其特征在于，对所述定位数据采用Chan算法处理，得到的最终计算公式如下：

其中Z为TDOA协方差矩阵的近似解，Ψ为矢量误差的协方差矩阵，G为距离差矩阵，h为距离差误差矩阵，T表示转置矩阵，a为迭代次数。

7.根据权利要求2所述的基于北斗卫星导航的室内外一体化定位方法，其特征在于，所述通过采用泰勒级数展开法，以定位数据对所述第一位置信息数据进行递归计算得到所述终端接收机坐标的测量误差，计算公式如下：

其中，δ为矢量误差最小二乘的解，Q为TDOA的协方差矩阵，△x为第i个节点位置信息与第一位置信息数据在x轴方向上的测量误差，△y为第i个节点位置信息与第一位置信息数据在y轴方向上的测量误差，i为终端接收机的编号。

8.根据权利要求1所述的基于北斗卫星导航的室内外一体化定位方法，其特征在于，所述加权系数的计算公式如下：

其中，η为加权系数，n为测量的次数，l为参考终端接收机的个数，△R为参考终端接收机定位坐标测量值与估计值差的平方。