CN106767831A - 一种基于模拟gnss信号的室内定位系统 - Google Patents

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赵延平
朴东国
魏立龙
方智强
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Abstract

本发明提供了一种基于模拟GNSS信号的室内定位系统，包括：若干室外接收机，用于采集自身的定位信息，并通过电文信号的形式进行发送；室内模拟信号生成器，用于根据接收到的电文信号形式的GNSS定位信息生成模拟卫星波段与频率的模拟信号；模拟信号发射器，设置在室内的不同方位处，用于在室内发射模拟导航信号；室内定位模块，用于接收模拟信号发射器发射的模拟信号来进行定位。本发明实现了基于室外GNSS信号进行室内定位，室内接收可以采用室外常规接收模块即可实现高精度定位。

Description

一种基于模拟GNSS信号的室内定位系统
技术领域
本发明室内导航领域，尤其涉及一种基于模拟GNSS信号的室内定位系统。
背景技术
目前，随着我国自主研发的北斗导航定位系统的不断发展和完善，卫星导航定位技术的应用领域逐渐广泛起来。其中，室内定位技术由于其自身不能接收到卫星信号的特点，从而很难在室内实现精准的导航和定位，而室内定位又有着广泛的市场需求，例如大型停车场，物流仓库等场合。为了解决室内定位的问题，国内外研究机构和公司都做做了大量的研究与验证，取得了一些成果，但是常规的室内定位技术精度较低且与GNSS信号不兼容，目前室内主要定位技术如：蓝牙技术，WIFI技术,RFID技术，ZIGBEE技术，UWB技术等，其中：
蓝牙技术是通过室内布设蓝牙局域网，利用信号强度实现定位，优点系统成本比较低，但其存在定位精度低，定位不能实时性，不能兼容GNSS信号等问题。
WIFI定位技术是通过室内布设AP基站，利用射频信号强度来实现定位，本系统优点是成本低，缺点是定位精度差，各信道易受干扰，终端差异大，定位不稳定，使用有局限性。
RFID定位，采用刷卡方式，根据阅读器位置对刷卡人员或设备进行区间定位。其优点在于：非接触式操作，应用方便、环境适应性强、RFID标签上的信息可重复修改。其缺点在于：无法进行实时定位，定位精确度低。
超宽带定位技术的代表是Ubisense，其定位方案采用UWB(超宽带)脉冲信号，由多个传感器采用TDOA和AOA定位算法对标签位置进行分析，多径分辨能力强、精度高，定位精度可达亚米级。但UWB难以实现大范围室内覆盖，且手机不支持UWB，定位成本非常高。
ZigBee室内定位技术通过若干个待定位的盲节点和一个已知位置的参考节点与网关之间形成组网，每个微小的盲节点之间相互协调通信以实现全部定位。ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个节点传到另一个节点，作为一个低功耗和低成本的通信系统，ZigBee的工作效率非常高。但ZigBee的信号传输受多径效应和移动的影响都很大，而且定位精度取决于信道物理品质、信号源密度、环境和算法的准确性，造成定位软件的成本较高，提高空间还很大。
发明内容
本文提出的基于模拟GNSS信号的室内定位技术可以有效解决以上技术存在的问题，基于模拟的GNSS信号室内定位技术布设GNSS信号转发器简单方便，室内定位设备可以采用室外标准的定位天线和设备，成本低，定位精度高，并且定位信息与室外信息标准一致，可以实现远程的室内监控。本系统由于完全模拟室外的GNSS信号的电文与频率，也存在室外一样信号干扰与多路径效应等问题，但通过一定技术处理仍然可以实现高精度的室内定位。
1、一种基于模拟GNSS信号的室内定位系统，其特征在于，包括：
若干室外接收机，用于采集自身的定位信息，并通过电文信号的形式进行发送；
室内模拟信号生成器，用于根据接收到的电文信号形式的GNSS定位信息生成模拟卫星波段与频率的模拟信号；
模拟信号发射器，设置在室内的不同方位处，用于在室内发射模拟导航信号；
室内定位模块，用于接收模拟信号发射器发射的模拟信号来进行定位。
上述的基于模拟GNSS信号的室内定位系统，其中，所述室外接收机为GNSS接收机。
上述的基于模拟GNSS信号的室内定位系统，其中，所述室内模拟信号生成器通过TCP接收所述室外接收机发送的电文信号。
上述的基于模拟GNSS信号的室内定位系统，其中，所述模拟信号发射器具有发射天线。
上述的基于模拟GNSS信号的室内定位系统，其中，部分或者全部所述模拟信号发射器的高度不同。
上述的基于模拟GNSS信号的室内定位系统，其中，模拟信号发射器发射的模拟导航信号为GPS和/或BDS导航信号。
上述的基于模拟GNSS信号的室内定位系统，其中，设置在室外的室外接收机的数量和设置在室内的模拟信号发射器数量相同。
本发明实现了基于室外GNSS信号进行室内定位，室内接收可以采用室外常规接收模块即可实现高精度定位。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于模拟GNSS信号的室内定位系统的示意图；
图2为本发明在一种实施例中模拟信号发射器的在室内的分布图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供了一种基于模拟GNSS信号的室内定位系统，如图1所示，包括：
室外接收机，用于采集自身的定位信息，并通过电文信号的形式进行发送；
室内模拟信号生成器，用于根据接收到的电文信号形式的GNSS定位信息生成模拟卫星波段与频率的模拟信号；
模拟信号发射器，设置在室内的不同方位处，用于在室内发射模拟信号，
室内定位模块，用于接收模拟信号发射器发射的模拟信号来进行定位。
本发明基于模拟室外GNSS信号进行室内定位，成本低，兼容标准GNSS接收机设备，定位精度高，同时定位数据与室外定位数据标准一致。
在本发明一可选的实施例中，所述室外接收机为GNSS接收机。
在本发明一可选的实施例中，所述室内模拟信号生成器通过TCP接收所述室外接收机发送的电文信号。
在本发明一可选的实施例中，所述模拟信号发射器具有发射天线。
在本发明一可选的实施例中，部分或者全部所述模拟信号发射器的高度不同。
在本发明一可选的实施例中，模拟信号发射器发射的模拟导航信号为GPS和/或BDS导航信号。
本发明设备主要有室外接收机，室内模拟信号处理控制软件系统，GNSS(GPS+BDS)模拟信号发射器组成。
当室外接收机接收到GNSS信号后以文本形式通过网线传输到室内模拟信号生成器，通过后处理软件分析与处理数据，生成模拟卫星波段与频率的模拟信号。一般情况下至少需要4个模拟信号发射器，以及对应的室外接收。室内模拟信号生成器基于室外的GNSS接收机天线坐标，模拟卫星波段与频率。模拟信号发送到发射系统，由模拟信号发射器(射频模块)在室内发射信号。
本发明实现了基于室外GNSS信号进行室内定位，室内接收可以采用室外常规接收模块即可实现高精度定位。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种基于模拟GNSS信号的室内定位系统，其特征在于，包括：
若干室外接收机，用于采集自身的定位信息，并通过电文信号的形式进行发送；
室内模拟信号生成器，用于根据接收到的电文信号形式的GNSS定位信息生成模拟卫星波段与频率的模拟信号；
模拟信号发射器，设置在室内的不同方位处，用于在室内发射模拟导航信号；
室内定位模块，用于接收模拟信号发射器发射的模拟信号来进行定位。
2.如权利要求1所述的基于模拟GNSS信号的室内定位系统，其特征在于，所述室外接收机为GNSS接收机。
3.如权利要求1所述的基于模拟GNSS信号的室内定位系统，其特征在于，所述室内模拟信号生成器通过TCP接收所述室外接收机发送的电文信号。
4.如权利要求1所述的基于模拟GNSS信号的室内定位系统，其特征在于，所述模拟信号发射器具有发射天线。
5.如权利要求1所述的基于模拟GNSS信号的室内定位系统，其特征在于，部分或者全部所述模拟信号发射器的高度不同。
6.如权利要求1所述的基于模拟GNSS信号的室内定位系统，其特征在于，模拟信号发射器发射的模拟导航信号为GPS和/或BDS导航信号。
7.如权利要求1所述的基于模拟GNSS信号的室内定位系统，其特征在于，设置在室外的室外接收机的数量和设置在室内的模拟信号发射器数量相同。
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