CN105988127A - 一种基于复合定位系统的消防员室内定位装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于复合定位系统的消防员室内定位装置及方法，获取室外的卫星定位信息；获取室外基站定位信息；获取室内wifi定位信息；修正和优化所述定位系统当前区域的海平面标准大气压和温度值，从而获取其对应的海拔高度信息；将所述卫星定位信息、基站定位信息、wifi定位信息及所述海拔高度信息进行分析处理后存储记录，同时向数据服务中心提供实时的室内定位信息及轨迹追踪信息。本发明通过获取定位系统内各模块的定位信息进行综合分析处理，在消防员进入室内扑救时能够实时精准的定位到其位置；同时卫星定位信息的各维度的数据以毫秒为单位进行有效存储，使得外部的数据服务中心能够实时的监测到消防员在室内扑救工作的轨迹。

Description

一种基于复合定位系统的消防员室内定位装置及方法

技术领域

本发明涉及导航定位领域，具体涉及一种基于复合定位系统的消防员室内定位装置及方法。

背景技术

随着用电、用火的几率增加，火灾发生概率也随之增加。当建筑物内部着火时很难在外部完全将火灾扑灭，在很多情况下消防员只有进入建筑物内部才能完全控制火情，当消防员进行建筑物内部后在能见度较差的环境中，外部很难对消防员进行定位。

现阶段消防领域使用的定位装置是通过卫星导航加上附近基站的辅助实现消防员的定位，然卫星导航一直面临着在室内或遮蔽环境中无法精确定位的问题，传统的卫星导航定位只能识别出经纬度，即二维坐标系内的一个点并无法获知当前点的具体海拔高度，而消防员通常会在建筑物内部进行扑救工作，因此就无法精确定位到其具体位置，同时基站辅助定位也必须在有基站信号有效覆盖的区域内才能发挥作用，且基站辅助定位也同样会受到建筑材料和深度的影响，一定程度上也会造成定位的不准确。因此这种情况下对扑救工作带来很多不便，对消防员的生命安全造成影响。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于复合定位系统的消防员室内定位装置及方法，以解决现阶段无法精准定位室内消防员的位置及无法准确追踪到消防员室内运动轨迹的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于复合定位系统的消防员室内定位方法，其包括以下步骤：

获取室外的卫星定位信息；

获取室外附近移动基站的通讯网络并判断所述定位系统与所述移动基站间的信号强弱，从而获取基站定位信息；

获取室内附近无线路由器信号或与所述无线路由器连接的无线接入点信号，通过判断所述定位系统与所述无线路由器或所述无线接入点之间的信号强弱，从而获取wifi定位信息；

通过修正和优化所述定位系统当前区域的海平面标准大气压和温度值，从而获取其对应的海拔高度信息；

将所述卫星定位信息、基站定位信息、wifi定位信息及所述海拔高度信息进行分析处理后存储记录，同时向数据服务中心提供实时的室内定位信息及轨迹追踪信息。

作为进一步改进，所述卫星定位信息的获取是基于GNSS(Global NavigationSatellite System)定位系统实现的定位。

作为进一步改进，所述GNSS定位系统支持GPS定位系统、GLONASS定位系统、GALILEO定位系统及BEIDOU定位系统。

作为进一步改进，所述卫星定位信息的各维度的数据以毫秒为单位进行有效存储，并按照用户设置的间隔通过基站通讯网络或wifi联入互联网。

本发明还提供了一种基于复合定位系统的消防员室内定位装置，其包括中央处理模块、卫星收发模块、基站收发模块、wifi收发模块、高度传感模块、存储模块及电源模块；

所述中央处理模块分别与所述电源模块及所述存储模块联接，所述电源模块为所述中央处理模块提供能源，所述存储模块用于存储记录所述中央处理模块处理分析的信息；所述卫星收发模块、基站收发模块、wifi收发模块及高度传感模块分别与所述中央处理模块联接，所述中央处理模块分别用于处理分析所述卫星收发模块获取的卫星定位信息、所述基站收发模块获取的基站定位信息、所述wifi收发模块获取的wifi定位信息，所述高度传感模块获取的海拔高度信息。

作为进一步改进，所述中央处理模块为嵌入式中央处理器，所述卫星收发模块为基于GNSS定位系统获取的卫星定位信息。

作为进一步改进，所述GNSS定位系统支持GPS定位系统、GLONASS定位系统、GALILEO定位系统及BEIDOU定位系统。

作为进一步改进，所述基站收发模块为基于室外附近移动基站的通讯网络获取的基站定位信息，所述wifi收发模块为基于室内附近无线路由器信号或与所述无线路由器连接的无线接入点信号获取的wifi定位信息。

作为进一步改进，所述高度传感模块为通过高度传感器对当前区域的海平面标准大气压值和温度值进行优化和修正获取的海拔高度信息。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：本发明通过在卫星收发模块及基站收发模块基础上联接wifi收发模块和高度传感模块，从而将获取的卫星定位信息、基站定位信息、wifi定位信息及海拔高度信息进行综合分析处理，通过经度、维度及海拔三个坐标信息，获得了立体坐标系内确定的一点，因此在消防员进入室内扑救时能够实时精准的定位到其位置；同时存储模块将卫星定位信息的各维度的数据以毫秒为单位进行有效存储，并按照用户设置的间隔通过基站通讯网络或wifi联入互联网，从而使得外部的数据服务中心能够实时的监测到消防员在室内扑救工作的轨迹；通过上述方式，本发明大大的提高了消防员扑救工作的效率，及时挽回损失。

附图说明

图1是本发明一种基于复合定位系统的消防员室内定位方法的流程图；

图2是本发明一种基于复合定位系统的消防员室内定位装置的结构图。

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的实施方式作进一步地详细描述。

请参阅图1，本实施例提供一种基于复合定位系统的消防员室内定位方法，其包括以下步骤：

步骤101：获取室外的卫星定位信息，一般在卫星导航领域中，用的最早的是美国开发的GPS定位系统，由于其只开放了民用频道，且定位误差在10米范围内，为解决其垄断和定位不精确的问题，世界各国和联合组织分别制定了各自的标准，单一的标准定位均存在卫星运行轨道的差异以及卫星信号强弱造成定位速度准确性下降的问题，因此多卫星系统融合才能具备最强的适应性和定位数据的实时准确性，于本实施例中卫星定位信息的获取是采用基于GNSS定位系统实现的定位，GNSS定位系统支持美国的GPS定位系统、俄罗斯的GLONASS定位系统、欧盟的GALILEO定位系统及中国的BEIDOU定位系统，从而将室外经纬度定位提高到1米范围内；

步骤102：获取室外附近移动基站的通讯网络并判断定位系统与移动基站间的信号强弱，从而获取基站定位信息，由于基站定位必须在基站通讯网络覆盖区域内，若附近没有设置基站则无法进行基站定位，于本实施中，在发生火灾时为避免附近基站通讯网络信号的不稳定，可通过在火灾源附近人工设置移动基站，从而为定位消防员位置提供有效的通讯网络信号，基站定位在其他用于领域时尤其适合楼宇、隧道等无法准确获取卫星定位信号的时候辅助定位；

步骤103：获取室内附近无线路由器信号或与无线路由器连接的无线接入点信号，通过判断定位系统与无线路由器或无线接入点之间的信号强弱，从而获取wifi定位信息，若火灾发生的室内周围没有无线路由器信号和无线接入点信号，同样可通过人工在火灾源室内附近设置无线路由器或无线接入点，从而保证能持续接收到wifi定位信息；

步骤104：通过修正和优化定位系统当前区域的海平面标准大气压和温度值，从而获取其对应的海拔高度信息，由于世界各地的海平面标准大气压不完全相同，同时又受一定温度的影响，因此本实施例中，根据当前区域海平面标准大气压和温度值进行优化和修正，确保定位的海拔高度信息的精准；

步骤105：将卫星定位信息、基站定位信息、wifi定位信息及海拔高度信息进行分析处理后存储记录，同时向数据服务中心提供实时的室内定位信息及轨迹追踪信息，本实施例中由于卫星定位信息的各维度的数据以毫秒为单位进行有效存储，并按照用户设置的间隔通过基站通讯网络或wifi联入互联网，因此保证了消防员室内运动轨迹追踪的准确性。

请参阅图2，本发明实施例又提供一种基于复合定位系统的消防员室内定位装置，其包括中央处理模块100、卫星收发模块200、基站收发模块300、wifi收发模块400、高度传感模块500、存储模块600及电源模块700；

中央处理模块100分别与电源模块700及存储模块600联接，电源模块700为中央处理模块100提供能源，存储模块600用于存储记录中央处理模块100处理分析的信息。

本实施例中，中央处理模块100为嵌入式中央处理器，其具备高性能、低功耗可以运行嵌入式操作系统，便于运行复杂分析和查询的软件，并利于模块化开发和升级。

卫星收发模块200、基站收发模块300、wifi收发模块400及高度传感模块500分别与中央处理模块100联接，中央处理模块100分别用于处理分析卫星收发模块200获取的卫星定位信息、基站收发模块300获取的基站定位信息、wifi收发模块400获取的wifi定位信息，高度传感模块500获取的海拔高度信息。

本实施例中卫星收发模块200为基于GNSS定位系统获取的卫星定位信息，GNSS定位系统支持GPS定位系统、GLONASS定位系统、GALILEO定位系统及BEIDOU定位系统。

基站收发模块300为基于室外附近移动基站的通讯网络获取的基站定位信息，wifi收发模块400为基于室内附近无线路由器信号或与无线路由器连接的无线接入点信号获取的wifi定位信息，wifi定位信息有效弥补了室内空间基站通讯网络和卫星定位信号受阻情况下定位精准的问题，尤其适合在地下空间或全屏蔽空间，如地铁站，船舱甲板以下使用。

高度传感模块500为通过高度传感器对当前区域的海平面标准大气压值和温度值进行优化和修正获取的海拔高度信息，高度传感模块500不断的修正和优化确保了高度定位的精确，无论室内密闭空间还是室外空旷环境均能获得有效精确的高度信息。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于复合定位系统的消防员室内定位方法，其特征在于，所述定位方法包括以下步骤：

步骤1：获取室外的卫星定位信息；

步骤2：获取室外附近移动基站的通讯网络并判断所述定位系统与所述移动基站间的信号强弱，从而获取基站定位信息；

步骤3：获取室内附近无线路由器信号或与所述无线路由器连接的无线接入点信号，通过判断所述定位系统与所述无线路由器或所述无线接入点之间的信号强弱，从而获取wifi定位信息；

步骤4：通过修正和优化所述定位系统当前区域的海平面标准大气压和温度值，从而获取其对应的海拔高度信息；

步骤5：将所述卫星定位信息、基站定位信息、wifi定位信息及所述海拔高度信息进行分析处理后存储记录，同时向数据服务中心提供实时的室内定位信息及轨迹追踪信息。

2.根据权利要求1所述的复合定位系统的消防员室内定位方法，其特征在于，所述卫星定位信息的获取是基于GNSS定位系统实现的定位。

3.根据权利要求2所述的复合定位系统的消防员室内定位方法，其特征在于，所述GNSS定位系统支持GPS定位系统、GLONASS定位系统、GALILEO定位系统及BEIDOU定位系统。

4.根据权利要求1所述的复合定位系统的消防员室内定位方法，其特征在于，所述卫星定位信息的各维度的数据以毫秒为单位进行有效存储，并按照用户设置的间隔通过基站通讯网络或wifi联入互联网。

5.一种基于复合定位系统的消防员室内定位装置，用于实现权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位装置包括中央处理模块、卫星收发模块、基站收发模块、wifi收发模块、高度传感模块、存储模块及电源模块；

所述中央处理模块分别与所述电源模块及所述存储模块联接，所述电源模块为所述中央处理模块提供能源，所述存储模块用于存储记录所述中央处理模块处理分析的信息；所述卫星收发模块、基站收发模块、wifi收发模块及高度传感模块分别与所述中央处理模块联接，所述中央处理模块分别用于处理分析所述卫星收发模块获取的卫星定位信息、所述基站收发模块获取的基站定位信息、所述wifi收发模块获取的wifi定位信息，所述高度传感模块获取的海拔高度信息。

6.根据权利要求5所述的基于复合定位系统的消防员室内定位装置，其特征在于，所述中央处理模块为嵌入式中央处理器。

7.根据权利要求5所述的基于复合定位系统的消防员室内定位装置，其特征在于，所述卫星收发模块为基于GNSS定位系统获取的卫星定位信息。

8.根据权利要求7所述的基于复合定位系统的消防员室内定位装置，其特征在于，所述GNSS定位系统支持GPS定位系统、GLONASS定位系统、GALILEO定位系统及BEIDOU定位系统。

9.根据权利要求5所述的基于复合定位系统的消防员室内定位装置，其特征在于，所述基站收发模块为基于室外附近移动基站的通讯网络获取的基站定位信息，所述wifi收发模块为基于室内附近无线路由器信号或与所述无线路由器连接的无线接入点信号获取的wifi定位信息。

10.根据权利要求5所述的基于复合定位系统的消防员室内定位装置，其特征在于，所述高度传感模块为通过高度传感器对当前区域的海平面标准大气压值和温度值进行优化和修正获取的海拔高度信息。