CN102170698A - 一种生成定位信息的方法、装置及导航电文 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种生成定位信息的方法、装置及导航电文，属于定位领域。本发明所提供的生成定位信息的方法、装置及导航电文，可以使得生成的定位信号生成器信号中包括导航电文，并且在导航电文中包括有城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字等定位信息，使得接收到该定位信号生成器信号的定位终端可以根据其中的定位信息进行定位，且在定位过程中不会受到信号强度衰减的影响，并可以进行低成本低运算量的快速定位。

Description

一种生成定位信息的方法、装置及导航电文

技术领域

本发明涉及定位领域，特别涉及一种生成定位信息的方法、装置及导航电文。

背景技术

近年来，随着人们物质生活水平的不断提高，人们对位置服务的需求也与日俱增，如在人员调度、资产管理、紧急援救、安全监控、安全调度、智能交通、地图导航、出行指南等诸多方面对定位的广泛需求；特别是在应对紧急情况时，如紧急援救、救灾应急指挥调度等特殊应用场景下，定位信息更是显得尤为重要。近年来对于普适计算和分布式通信技术的深入研究，使得室内无线通信和网络技术进入了飞速发展阶段，进而衍生出了基于WLAN(Wireless LocalArea Networks，无线局域网)、Bluetooth(蓝牙)、WSN(wireless sensor network，无线传感器网络)的室内定位技术。

基于WLAN、Bluetooth、WSN等的定位技术，通过在室内进行网格划分，并在室内部署大量的信号节点，定位终端检测在每个网格内接收的多个节点RSSI(Received signal strength index，信号强度)，由于不同位置所能接收到的各个节点所发出的节点信号强度不同，将在各个网格中接收的各个节点的RSSI作为该网格的特征量，以完成定位。

但是，在发明人实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在如下问题：

1、WLAN等节点成本相对较高，不利于推广；2、进行定位时需要计算匹配大量网格，运算量大；3、如果以无线信号的信号强度作为定位的特征量，在进行室内定位时，由于室内环境相对复杂，信号受环境变化、多径、信号衰落、干扰等因素影响较大，导致定位稳定性差，精度低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种生成定位信息的方法、装置及导航电文。所述技术方案如下：

一种生成定位信息的方法，在室内信号增补系统下的每个天线一一对应的添加有定位信号生成器，所述方法包括：

获取导航信息，并对所述导航信息进行编码，得到导航电文，其中，所述导航电文包括同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字和校验位；

获取扩频码，并将所述导航电文置以不同的扩频码得到定位信号生成器信号；

发送所述定位信号生成器信号，以便于定位终端根据所述定位信号生成器信号进行定位。

进一步地，所述对所述导航信息进行编码得到导航电文，具体包括：

将所述导航信息转换成0和1的比特流，并按照同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字、校验位的顺序依次排列得到所述导航电文。

进一步地，所述发送所述定位信号生成器信号，具体包括：

按照所述定位信号生成器信号的信号强度与定位信号的信号强度保持预先设定的对应关系进行发送所述定位信号生成器信号，以便接收到所述定位信号生成器信号和定位信号的定位终端根据所述定位信号生成器信号中的天线ID字确定发送所述定位信号的天线的天线ID；

其中，所述定位信号为经过所述室内信号增补系统进行信号增强后的室内信号。

一种生成定位信息的装置，在室内信号增补系统下的每个天线一一对应的添加有定位信号生成器，所述装置包括：

导航电文获取模块，用于获取导航信息，并对所述导航信息进行编码，得到导航电文，其中，所述导航电文包括同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字和校验位；

信号获取模块，用于获取扩频码，并将所述导航电文置以不同的扩频码得到定位信号生成器信号；

发送模块，用于发送所述定位信号生成器信号，以便于定位终端根据所述定位信号生成器信号进行定位。

进一步地，所述导航电文获取模块，具体包括：

导航信息获取单元，用于获取所述导航信息；

编码单元，用于将所述导航信息转换成0和1的比特流，并转换成0和1的比特流的导航信息按照同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字、校验位的顺序依次排列得到所述导航电文。

进一步地，所述发送模块，具体包括：

信号强度设置单元，用于将所述定位信号生成器信号的信号强度与定位信号的信号强度保持预先设定的对应关系；

信号发送单元，用于发送经过所述信号强度设置单元确定信号强度后的定位信号生成器信号，以便接收到所述定位信号生成器信号和定位信号的定位终端根据所述定位信号生成器信号中的天线ID字确定发送所述定位信号的天线的天线ID；

其中，所述定位信号为经过所述室内信号增补系统进行信号增强后的室内信号。

一种导航电文，所述导航电文包括同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字和校验位，以便于定位ID生成器能够根据所述导航电文生成定位信号生成器信号及得到所述导航电文的定位终端可以根据所述导航电文进行定位。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：通过本发明所提供的生成定位信息的方法、装置及导航电文，可以使得生成的定位信号生成器信号中包括导航电文，并且在导航电文中包括有城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字等定位信息，使得接收到该定位信号生成器信号的定位终端可以根据其中的定位信息进行定位，且在定位过程中不会受到信号强度衰减的影响，并可以进行低成本低运算量的快速定位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中使用的附图并做简单地介绍，显而易见地，下面所列附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1所提供的一种生成定位信息的方法的流程图；

图2为本发明所提供的经过添加定位ID生成器后的室内信号增补系统的结构示意图；

图3为本发明实施例2所提供的一种生成定位信息的方法的流程图；

图4为本发明实施例2所提供的一种生成定位信息的方法的示意图；

图5为本发明实施例3所提供的一种生成定位信息的装置的结构示意图；

图6为本发明实施例3所提供的一种生成定位信息的装置中的导航电文获取模块的结构示意图；

图7为本发明实施例3所提供的一种生成定位信息的装置中的发生模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

本发明实施例1提出了一种生成定位信息的方法，在室内信号增补系统下的每个天线一一对应的添加有定位信号生成器，其流程如图1所示，该方法包括：

步骤101、获取导航信息，并对导航信息进行编码，得到导航电文；

其中，所述导航电文包括同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字和校验位；

步骤102、获取扩频码，并将导航电文置以不同的扩频码得到定位信号生成器信号；

步骤103、发送定位信号生成器信号，以便于定位终端根据定位信号生成器信号进行定位。

本发明实施例所提供的生成定位信息的方法，可以生成带有导航电文的定位生成器信号，其中导航电文中包括有城市信息、楼宇信息、楼层信息、天线ID信息，使得定位终端在接收到定位信息后，可以根据该信息进行定位，且定位信息中包含位置信息，使得在使用定位信号生成器信号进行定位时不会受到信号强度衰减的影响，可以实现快速低成本的定位。

实施例2

本发明实施例2提出了一种生成定位信息的方法，是在实施例1基础上改进而来。

为了解决室内信号较差的情况，本发明在室内增加信号增补系统，以对室外信号的信号强度进行增强后转发，其中，在本实施例中，用于生成导航电文的硬件设备具体为定位ID生成器。

如图2所示的增补系统，在本实施例中以定位区域为共三层楼进行说明，在增补系统中安装有宽带天线，宽带天线处于室外，用于接收室外信号，在每城楼分别安装有弱电井，宽带天线分别通过三个弱电井将室外信号转发至每层楼，并且在每层楼的不同位置安装有ID分别为1、2、3、4、5的室内天线，增强后的室外信号通过室内天线进行转发，定位ID生成器与室内天线进行连接，定位ID生成器通过与其连接的室内天线进行定位信息的发送。

如图3及图4所示，一种生成定位信息的方法，具体包括：

201、获取导航信息，并进行信息编码，将按照预先设定的格式排列的的导航信息转换成0和1的比特流，按照预先设定的格式排列上述导航信息，得到导航电文；

在本实施例中，导航信息具体的指用于与生成上述导航电文的定位ID生成器连接的天线所在的位置信息，具体的导航信息包括城市信息、楼宇信息、楼层信息、与定位ID生成器连接的天线ID。

例如，城市信息可以为：北京、上海、重庆、天津等；

楼宇信息可以为：国家大剧院、国家展览馆等；

楼层信息可以为：一层、二层、地下一层、地下二层等；

并且，对导航信息进行编码，具体的为：

将导航信息中的各个信息使用预先设定的ID进行替换，该ID具体的为二进制比特流。

例如：

城市：

北京 0000 0000 1

上海 0000 0001 0

天津 0000 0001 1

重庆 0000 0010 0

楼宇(如北京)：

国家大剧院 0000 0000 0001

国家展览馆 0000 0000 0010

楼层：

地下一层 11111

地下二层 11110

一层 0000 1

二层 00010

天线ID字：00000-11111根据具体情况进行排列赋值。

具体地，在得到进行信息编码后得到城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字之后，还可以包括，在导航信息前添加同步头，该同步头用于定位终端对导航电文进行识别，并确定导航电文的起始点。

进一步地，按照预先设定的格式排列导航信息得到导航电文，具体如下所示：

如上，在本实施例中，导航电文包括同步头16bit、城市ID字9bit、楼宇ID字12bit、楼层ID字6bit，天线ID字5bit、CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验码)校验8bit，共计56bit信息，每比特20.44ms(200个511位扩频码整周期)，导航电文共计1.14464s。

其中，CRC校验位为对同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字使用CRC算法进行计算得到。

202、根据伪随机序列算法生成扩频码；

203、将导航电文置以不同的扩频码得到定位信号生成器信号；

需要说明的是，扩频码优选地采用码长511位的GOLD码，码速率为5MHz，可选用8组扩频码进行复用，保证相邻定位ID生成器使用的扩频码不同。

进一步地，将导航电文置以不同的扩频码，具体的为将上述扩频码添加到导航电文中的相应位置。

在本实施例中，接收定位信号生成器信号的定位终端保存有与定位ID生成器中相同的伪随机序列算法，定位终端接收到定位信号生成器信号后，能够根据该定位生成器信号中的扩频码判断该定位生成器信号由哪一个天线发送。

204、将定位信号生成器信号置以预先设定的信号强度进行发送。

具体地，将定位信号生成器信号的信号强度与定位信号的信号强度保持预先设定的对应关系进行发送，以便接收到该定位信号生成器信号和定位信号的定位终端根据该定位信号生成器信号中的天线ID字确定发送上述定位信号的天线的天线ID。

其中，定位信号为经过增补的室外信号，具体的为经过室内信号增补系统进行信号增强后的室内信号。

例如，可以设置同一个天线发送定位信号的信号强度高于发送定位信号生成器信号的信号强度15dB，且每个天线发送定位信号的信号强度不相同，比如，设定ID为1的天线将室外信号增强为定位信号时的信号强度为x，ID为2的天线将室外信号增强为定位信号时的信号强度为y，ID为3的天线将室外信号增强为定位信号时的信号强度为z，并以此类推。

相应地，根据上述例子，根据定位信号的信号强度与定位信号生成器信号的信号强度预先设定的对应关系确定与上述定位信号属同一天线ID的天线发送的定位信号生成器信号，在本实施例中具体的为：定位终端接收到三个定位信号生成器信号A、B、C，且测量得到信号强度分别为x、y、z，当定位终端接收到定位信号时，将该定位信号的信号强度缩减15dB后，与定位信号生成器信号A、B、C的信号强度x、y、z进行比对，如果上述定位信号的信号强度缩减15dB后与x相同或很接近，则上述定位信号与定位信号生成器信号A为同一天线ID的天线发送。

进一步地，还可以利用定位信号生成器信号辅助定位信号进行定位，在定位过程中缩小定位区域，具体地为：

根据定位信号的信号强度与定位信号生成器信号的信号强度预先设定的对应关系确定与上述定位信号属同一天线ID的天线发送的定位信号生成器信号，根据发送上述定位信号生成器信号的天线的天线ID确定发送上述定位信号的天线的天线ID，将来自不同天线的定位信号的信号传播时延(或时延差)作为第一组特征值。解析上述导航电文得到定位信号生成器信号中的天线所在的城市、楼宇、楼层、天线序列号ID信息，并作为第二组特征信息，根据第二组特征信息进行网格配置定位，确定在预先划分的全部网格中与所述未知位置最接近的多个网格作为第一类网格，并在第一类网格中利用定位信号得到的第一组特征值进行精准定位。

需要说明的是，在根据第二组特征信息进行网格匹配定位前，本方法还包括：

对室内定位区域进行网格划分。

相应地，根据第二组特征信息进行网格配置定位，确定在预先划分的全部网格中与所述未知位置最接近的多个网格作为第一类网，具体的为：

根据第二组特征信息中的天线所在的城市、楼宇、楼层、天线序列号ID信息，判断得出距离未知位置可能出在的网格，将距离天线较远的网格剔除掉，例如，可以根据天线所在的位置，选择几个天线共同覆盖的网格作为第一类网格。

通过上述利用定位信号生成器信号缩小定位区域，可以减少定位计算的计算量，并使得定位更加精准。

本发明实施例所提供的生成定位信息的方法，可以生成带有导航电文的定位生成器信号，其中导航电文中包括有城市信息、楼宇信息、楼层信息、天线ID信息，使得定位终端在接收到定位信息后，可以根据该信息进行定位，且定位信息中包含位置信息，不会受到信号强度衰减的影响。

实施例3

本发明实施例3提出了一种生成定位信息的装置。

在本实施例中，生成定位信息的装置具体的为定位ID生成器，具体地：

如图2所示的增补系统，在本实施例中以定位区域为共三层楼进行说明，在增补系统基于现有的通信、广播信号室内增补系统架构，其中安装有宽带天线，宽带天线处于室外，用于接收室外信号，在每城楼分别安装有弱电井，宽带天线分别通过三个弱电井将室外信号转发至每层楼，并且在每层楼的不同位置安装有ID分别为1、2、3、4、5的室内天线，增强后的室外信号通过室内天线进行转发，定位ID生成器与室内天线进行连接，定位ID生成器通过与其连接的室内天线进行导航电文的发送。

如图5所示，定位ID生成器，具体包括：

导航电文获取模块301，用于获取导航信息，并进行编码，得到导航电文；

信号获取模块302，用于获取扩频码，并将导航电文置以不同的扩频码得到定位信号生成器信号；

发送模块303，用于发送定位信号生成器信号，以便于定位终端根据定位信号生成器信号进行定位；

其中，导航电文包括同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字和校验位。

进一步地，如图6所示，导航电文获取模块301，具体包括：

导航信息获取单元3011，用于获取导航信息；

编码单元3012，用于将导航信息转换成0和1的比特流，并将0和1的比特流的导航信息按照同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字、校验位的顺序依次排列得到导航电文。

进一步地，如图7所示，发送模块303，具体包括：

信号强度设置单元3031，用于将定位信号生成器信号的信号强度与定位信号的信号强度保持预先设定的对应关系；

信号发送单元3032，用于发送经过信号强度设置单元3031确定信号强度后的定位信号生成器信号，以便接收到定位信号生成器信号和定位信号的定位终端根据定位信号生成器信号中的天线ID字确定发送定位信号的天线的天线ID；

其中，定位信号为经过室内信号增补系统进行信号增强后的室内信号。

本发明实施例所提供的生成定位信息的装置，生成的定位信号生成器信号中包括有位置信息，并将定位信号生成器信号发送给定位终端，定位终端可以利用定位信号生成器信号进行定位，在定位信号生成器信号中的导航电文中包括有定位信息，不会受到在室内环境下信号强度衰减的影响。

需要说明的是：上述实施例提供的生成定位信息的装置，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的生成定位信息的装置与生成定位信息的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

实施例4

本发明实施例提供了一种导航电文，为通过上述实施例1、2、3之基础之上得到，实施例1、2、3中使用的导航电文皆可为如下导航电文。

一种导航电文，该导航电文包括同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字和校验位，以便于定位ID生成器能够根据导航电文生成定位信号生成器信号及得到导航电文的定位终端可以根据导航电文进行定位。

本发明实施例提供的一种导航电文，可以在生成定位信号生成器信号时作为位置信息提供给生成定位信息的装置，可以使得定位信号生成器信号中所包含的位置信息更加可靠，且使得在利用定位信号生成器信号进行定位时不受信号强度衰减的影响。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本发明实施例中的全部或部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生成定位信息的方法，其特征在于，在室内信号增补系统下的每个天线一一对应的添加有定位信号生成器，所述方法包括：

获取导航信息，并对所述导航信息进行编码，得到导航电文，其中，所述导航电文包括同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字和校验位；

获取扩频码，并将所述导航电文置以不同的扩频码得到定位信号生成器信号；

发送所述定位信号生成器信号，以便于终端根据所述定位信号生成器信号进行定位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述导航信息进行编码得到导航电文，具体包括：

将所述导航信息转换成0和1的比特流，并按照同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字、校验位的顺序依次排列得到所述导航电文。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送所述定位信号生成器信号，具体包括：

按照所述定位信号生成器信号的信号强度与定位信号的信号强度保持预先设定的对应关系进行发送所述定位信号生成器信号，以便接收到所述定位信号生成器信号和定位信号的定位终端根据所述定位信号生成器信号中的天线ID字确定发送所述定位信号的天线的天线ID；

其中，所述定位信号为经过所述室内信号增补系统进行信号增强后的室内信号。

4.一种生成定位信息的装置，其特征在于，在室内信号增补系统下的每个天线一一对应的添加有定位信号生成器，所述装置包括：

导航电文获取模块，用于获取导航信息，并对所述导航信息进行编码，得到导航电文，其中，所述导航电文包括同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字和校验位；

信号获取模块，用于获取扩频码，并将所述导航电文置以不同的扩频码得到定位信号生成器信号；

发送模块，用于发送所述定位信号生成器信号，以便于定位终端根据所述定位信号生成器信号进行定位。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述导航电文获取模块，具体包括：

导航信息获取单元，用于获取所述导航信息；

编码单元，用于将所述导航信息转换成0和1的比特流，并按照同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字、校验位的顺序依次排列得到所述导航电文。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述发送模块，具体包括：

信号强度设置单元，用于将所述定位信号生成器信号的信号强度与定位信号的信号强度保持预先设定的对应关系；

信号发送单元，用于发送经过所述信号强度设置单元确定信号强度后的定位信号生成器信号，以便接收到所述定位信号生成器信号和定位信号的定位终端根据所述定位信号生成器信号中的天线ID字确定发送所述定位信号的天线的天线ID；

其中，所述定位信号为经过所述室内信号增补系统进行信号增强后的室内信号。

7.一种导航电文，其特征在于，所述导航电文包括同步头、城市ID字、楼宇ID字、楼层ID字、天线ID字和校验位，以便于定位ID生成器能够根据所述导航电文生成定位信号生成器信号及得到所述导航电文的定位终端可以根据所述导航电文进行定位。

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