CN108535756A - 一种定位方法和系统 - Google Patents

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CN108535756A CN201810233439.7A CN201810233439A CN108535756A CN 108535756 A CN108535756 A CN 108535756A CN 201810233439 A CN201810233439 A CN 201810233439A CN 108535756 A CN108535756 A CN 108535756A
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蔡劲
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谷洪浩
吴金凯
王向阳
徐德昌
胡佳
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Abstract

本发明提供一种定位方法及系统,包括:移动式接收装置接收定位卫星发射的GNSS卫星定位信号;根据GNSS卫星定位信号计算几何误差因子GDOP;当所述几何误差因子GDOP为增大趋势且增大至第一预设值和/或当接收的GNSS卫星定位信号的数量为减少趋势且减少至第二预设值时,则判定为移动式接收装置由室外移动至室内,并由GNSS卫星定位模式切换为地磁定位模式,否则判定为移动式接收装置由室内移动至室外,并由地磁定位模式切换为GNSS卫星定位模式。本发明能够通过几何误差因子和接收的卫星定位信号的数量来判断移动式接收装置是否由室外移动至室内,进行GNSS卫星定位模式和地磁定位模式的切换,提高了定位的精度和完整度。

Description

一种定位方法和系统
技术领域
本发明主要涉及定位技术处理领域,具体涉及一种定位方法和系统。
背景技术
目前室内外定位对智慧城市、智慧旅游、智能机器人、个人导航、应急救援和导航战等诸多领域意义重大,现代人70%以上的时间在室内度过随着城市化和城镇化发展的日新月异,城市“峡谷”和大而密闭的室内日益增多,对室内定位提出了前所未有的巨大要求。据不完全统计,我国在机场、商场、车站、养老院幼儿园等室内环境中丢失的儿童、精神病患者、老年人等每年超过20万,在室内恐怖袭击、房屋坍塌、室内爆炸、室内火灾等事故中伤亡人数每年超过3万人,从提高室内援救效率,减少室内人员失踪和人员伤亡,建立无缝定位系统对社会安全有着巨大的意义;
目前现有技术中,包括GPS与Wi-Fi技术的融合、GPS与UWB技术的融合和GPS与Bluetooth技术的融合,但存在以下缺点:
(1)GPS与Wi-Fi技术的融合,其缺点是Wi-Fi设备价格较高,同时存在着当出现断电的情况时不能正常使用,从而不能进行二者的平稳过渡;
(2)GPS与UWB技术的融合,其缺点是UWB设备的价格高以及要求指标众多,所以不能广泛的使用;
(3)GPS与Bluetooth技术的融合,其缺点是由于Bluetooth仅在特殊的场合,需要布置大量的设备,对于测量会非常繁琐,不适宜广泛使用及推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种定位方法和系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种定位方法,包括如下步骤:
移动式接收装置接收定位卫星发射的GNSS卫星定位信号;
根据GNSS卫星定位信号计算几何误差因子GDOP;
当所述几何误差因子GDOP为增大趋势且增大至第一预设值和/或当接收的GNSS卫星定位信号的数量为减少趋势且减少至第二预设值时,则判定为所述移动式接收装置由室外移动至室内,并由GNSS卫星定位模式切换为地磁定位模式,
当所述几何误差因子GDOP为减小趋势且减小至第三预设值和/或当接收的GNSS卫星定位信号的数量为增大趋势且增大至第四预设值时,则判定为所述移动式接收装置由室内移动至室外,并由地磁定位模式切换为GNSS卫星定位模式。
本发明的有益效果是:能够通过几何误差因子GDOP和/或接收的GNSS卫星定位信号的数量来判断移动式接收装置是否由室外移动至室内,从而进行GNSS卫星定位模式和地磁定位模式的切换,处于室外时通过GNSS卫星定位模式来定位,处于室内时通过地磁定位模式来定位,提高了定位的精度和完整度,且不受断电的影响,无需布置大量的设备,成本较低。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,所述根据GNSS卫星定位信号计算几何误差因子GDOP,具体包括步骤:
根据GNSS卫星定位信号获取定位卫星的仰角和方位角,并根据所述仰角和方位角构成矩阵M,并对所述矩阵M进行矩阵转置,通过矩阵转置得到的矩阵M得到权系数矩阵C,并通过所述权系数矩阵C确定GNSS卫星定位信号的几何误差因子GDOP。
采用上述进一步技术方案的有益效果是:通过定位卫星的仰角和方位角来构建矩阵,通过对矩阵进行矩阵转置得到权系数矩阵C,并通过权系数矩阵C快速确定几何误差因子GDOP。
进一步,当切换为地磁定位模式时,还包括通过所述移动式接收装置接收地磁传感器发送的地磁信号,通过地磁基准坐标得到地磁信号坐标的误差值,根据所述误差值计算期望值,并对所述期望值进行滤波矫正,从而得到移动式接收装置在室内的定位点。
采用上述进一步技术方案的有益效果是:通过地磁基准坐标得到地磁信号坐标的误差值,通过误差值计算期望值,从而得到移动式接收装置在室内的定位点,期望值进行滤波矫正后使定位点更准确。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下:一种定位系统,包括:
移动式接收装置,用于接收定位卫星发射的GNSS卫星定位信号;
处理装置,用于根据GNSS卫星定位信号计算几何误差因子GDOP,当所述几何误差因子GDOP为增大趋势且增大至第一预设值和/或当接收的GNSS卫星定位信号的数量为减少趋势且减少至第二预设值时,则判定为所述移动式接收装置由室外移动至室内,并向切换装置发送第一切换指令,当所述几何误差因子GDOP为减小趋势且减小至第三预设值和/或当接收的GNSS卫星定位信号的数量为增大趋势且增大至第四预设值时,则判定为所述移动式接收装置由室内移动至室外,并向所述切换装置发送第二切换指令;
所述切换装置,用于根据所述第一切换指令由GNSS卫星定位模式切换为地磁定位模式;还用于根据所述第二切换指令由地磁定位模式切换为GNSS卫星定位模式。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,所述处理装置具体用于:
根据GNSS卫星定位信号获取定位卫星的仰角和方位角,并根据所述仰角和方位角构成矩阵M,并对所述矩阵M进行矩阵转置,通过矩阵转置得到的矩阵M得到权系数矩阵C,并通过所述权系数矩阵C确定GNSS卫星定位信号的几何误差因子GDOP。
进一步,所述处理装置还用于:
当切换为地磁定位模式时,通过所述移动式接收装置接收地磁传感器发送的地磁信号,通过地磁基准坐标得到地磁信号坐标的误差值,根据所述误差值计算期望值,并对所述期望值进行滤波矫正,从而得到移动式接收装置在室内的定位点。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的定位方法的方法流程图;
图2为本发明另一实施例提供的定位系统的模块框图;
图3为本发明另一实施例提供的初始点C的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明实施例提供的定位方法的方法流程图;
如图1所示,一种定位方法,包括如下步骤:
移动式接收装置接收定位卫星发射的GNSS卫星定位信号;
根据GNSS卫星定位信号计算几何误差因子GDOP;
当所述几何误差因子GDOP为增大趋势且增大至第一预设值和/或当接收的GNSS卫星定位信号的数量为减少趋势且减少至第二预设值时,则判定为所述移动式接收装置由室外移动至室内,并由GNSS卫星定位模式切换为地磁定位模式,
当所述几何误差因子GDOP为减小趋势且减小至第三预设值和/或当接收的GNSS卫星定位信号的数量为增大趋势且增大至第四预设值时,则判定为所述移动式接收装置由室内移动至室外,并由地磁定位模式切换为GNSS卫星定位模式。
具体的,计算几何误差因子GDOP前还包括步骤,判断是否接收到GNSS卫星定位信号,如果未接收到,则切换为地磁定位模式,如果接收到,则根据GNSS卫星定位信号计算几何误差因子GDOP;GDOP为Geometric Dilution of Precision几何精度因子。
由室外走向室内时,由于靠近建筑物,部分卫星信号不能够被接收到或接收到的是该卫星折射或衍射后的信号,这样定位误差就会逐渐的增大、GDOP值也会逐渐增大,同时接收的卫星数逐渐减少,当GDOP值增加到一定范围时切换使用地磁定位,这样可以使系统误差大大降低。相反,当人们从室内走向室外时,接收到的GNSS信号非常微弱,使用GNSS定位根本行不通,此时使用地磁定位,向室外继续行走时接收到的卫星的信号逐渐增强、星数逐渐的增多、GDOP值逐渐的变小,与此同时到达室外的地磁特征值逐渐模糊,地磁值受外界的影响越来越大,这时地磁误差逐渐增大。
上述实施例中,通过GNSS—地磁组合的方法构建一个高精度、便捷、经济、可普遍推广的定位方法,弥补了国内在室内外定位切换点的选取以及在定位方式性价比方面的空白;能够通过几何误差因子GDOP和/或接收的GNSS卫星定位信号的数量来判断移动式接收装置是否由室外移动至室内,从而进行GNSS卫星定位模式和地磁定位模式的切换,处于室外时通过GNSS卫星定位模式来定位,处于室内时通过地磁定位模式来定位,提高了定位的精度和完整度,且不受断电的影响,无需布置大量的设备,成本较低。
具体的,所述第一预设值为4,第二预设值为3,第三预设值为3,第四预设值为4。
优选的,作为本发明的一个实施例,所述根据GNSS卫星定位信号计算几何误差因子GDOP,具体包括步骤:根据GNSS卫星定位信号获取定位卫星的仰角和方位角,并根据所述仰角和方位角构成矩阵M,并对所述矩阵M进行矩阵转置,通过矩阵转置得到的矩阵M得到权系数矩阵C,并通过所述权系数矩阵C确定GNSS卫星定位信号的几何误差因子GDOP。
上述实施例中,通过定位卫星的仰角和方位角来构建矩阵,通过对矩阵进行矩阵转置得到权系数矩阵C,并通过权系数矩阵C快速确定几何误差因子GDOP。
具体的,所述根据GNSS卫星定位信号获取定位卫星的仰角和方位角,并根据所述仰角和方位角构成矩阵M,并对所述矩阵M进行矩阵转置,通过矩阵转置得到的矩阵M得到权系数矩阵C,通过所述权系数矩阵C确定GNSS卫星定位信号的几何误差因子GDOP,具体包括:
根据GNSS卫星定位信号获取定位卫星的仰角θ和方位角α,根据所述仰角和方位角构成矩阵M:
通过所述矩阵M进行矩阵转置,将矩阵转置得到的矩阵M带入下式得到权系数矩阵C:
C=(MTM)-1
其中,T为矩阵转置;
由于通过上述等式计算几何误差因子其中h11、h22、h33和h44为权系数矩阵的对角元素。
具体的,计算所述权系数矩阵的对角元素具体为:
构建定位误差分量矩阵和权系数矩阵其中,为定位误差分量的方差,h11、h22、h33和h44为权系数矩阵的对角元素,
根据等式
构建所述定位误差分量矩阵和权系数矩阵的关系等式,其中,为测量误差的方差,空间位置因子为σp为σURE放大PDOP倍后的值,计算得到权系数矩阵的对角元素h11、h22、h33和h44,由于过渡变量被抵消掉PDOP倍即得到对角元素,
将h11、h22、h33和h44为权系数矩阵的对角元素带入式子中,从而得到几何误差因子GDOP的数值。
还可以计算出水平位置精度因子高程精度因子三维空间精度因子用于判断是否进行切换的辅助参考。
优选的,作为本发明的一个实施例,当切换为地磁定位模式时,还包括通过所述移动式接收装置接收地磁传感器发送的地磁信号,通过地磁基准坐标得到地磁信号坐标的误差值,根据所述误差值计算期望值,并对所述期望值进行滤波矫正,从而得到移动式接收装置在室内的定位点。
上述实施例中,通过地磁基准坐标得到地磁信号坐标的误差值,通过误差值计算期望值,从而得到移动式接收装置在室内的定位点,期望值进行滤波矫正后使定位点更准确。
优选的,作为本发明的一个实施例,所述通过地磁基准坐标得到地磁信号坐标的误差值,根据所述误差值计算期望值,得到移动式接收装置在室内的定位点,具体为:
将所述地磁信号的坐标X、Y、Z值与地磁基准坐标x、y、z带入如下公式中:
得到所述地磁信号的坐标与地磁基准坐标x、y、z的误差值D,
将所述误差值D分别带入下面式(1)和式(2)中计算期望值,
和p(yt|xt)=λexp(-D/λ) (2)
将得到的期望值代入滤波公式中进行滤波矫正,即
对上式进行推导:
得到滤波矫正后的期望值,再将滤波矫正后的期望值带入地磁匹配算法中,得到所述移动式接收装置在室内的定位点。
上述实施例中,通过地磁基准坐标得到地磁信号坐标的误差值,并对误差值进行计算,对计算结果进行滤波矫正,从而得到移动式接收装置在室内的定位点。
图2为本发明实施例提供的定位系统的模块框图;
优选的,作为本发明的另一个实施例,如图2所示,一种定位系统,包括:
移动式接收装置,用于接收定位卫星发射的GNSS卫星定位信号;
处理装置,用于根据GNSS卫星定位信号计算几何误差因子GDOP,当所述几何误差因子GDOP为增大趋势且增大至第一预设值和/或当接收的GNSS卫星定位信号的数量为减少趋势且减少至第二预设值时,则判定为所述移动式接收装置由室外移动至室内,并向切换装置发送第一切换指令,当所述几何误差因子GDOP为减小趋势且减小至第三预设值和/或当接收的GNSS卫星定位信号的数量为增大趋势且增大至第四预设值时,则判定为所述移动式接收装置由室内移动至室外,并向所述切换装置发送第二切换指令;
所述切换装置,用于根据所述第一切换指令由GNSS卫星定位模式切换为地磁定位模式;还用于根据所述第二切换指令由地磁定位模式切换为GNSS卫星定位模式。
上述实施例中,通过GNSS—地磁组合的方法构建一个高精度、便捷、经济、可普遍推广的定位方法,弥补了国内在室内外定位切换点的选取以及在定位方式性价比方面的空白;能够通过几何误差因子GDOP和/或接收的GNSS卫星定位信号的数量来判断移动式接收装置是否由室外移动至室内,从而进行GNSS卫星定位模式和地磁定位模式的切换,处于室外时通过GNSS卫星定位模式来定位,处于室内时通过地磁定位模式来定位,提高了定位的精度和完整度,且不受断电的影响,无需布置大量的设备,成本较低。
具体的,所述第一预设值为4,第二预设值为3:所述几何误差因子GDOP由小于或等于3增长为大于3和/或接收的GNSS卫星定位信号的数量是否由大于或等于4个减少为小于4个;
第三预设值为3,第四预设值为4:所述几何误差因子GDOP由大于3减小为小于或等于3和/或接收的GNSS卫星定位信号的数量是否由小于4个增大为大于或等于4个。
优选的,作为本发明的另一个实施例,所述处理装置具体用于:
根据GNSS卫星定位信号获取定位卫星的仰角和方位角,并根据所述仰角和方位角构成矩阵M,并对所述矩阵M进行矩阵转置,通过矩阵转置得到的矩阵M得到权系数矩阵C,并通过所述权系数矩阵C确定GNSS卫星定位信号的几何误差因子GDOP。
上述实施例中,通过定位卫星的仰角和方位角来构建矩阵,通过对矩阵进行矩阵转置得到权系数矩阵C,并通过权系数矩阵C快速确定几何误差因子GDOP。
优选的,作为本发明的另一个实施例,所述根据GNSS卫星定位信号获取定位卫星的仰角和方位角,并根据所述仰角和方位角构成矩阵M,并对所述矩阵M进行矩阵转置,通过矩阵转置得到的矩阵M得到权系数矩阵C,通过所述权系数矩阵C确定GNSS卫星定位信号的几何误差因子GDOP,具体包括:
根据GNSS卫星定位信号获取定位卫星的仰角θ和方位角α,根据所述仰角和方位角构成矩阵M:
通过所述矩阵M进行矩阵转置,将矩阵转置得到的矩阵M带入下式得到权系数矩阵C:
C=(MTM)-1
其中,T为矩阵转置;
由于通过上述等式计算几何误差因子其中h11、h22、h33和h44为权系数矩阵的对角元素。
具体的,对所述权系数矩阵的对角元素进行计算包括:
构建定位误差分量矩阵和权系数矩阵其中,为定位误差分量的方差,
根据等式
构建所述定位误差分量矩阵和权系数矩阵的关系等式,
其中,为测量误差的方差,空间位置因子为σp为σURE放大PDOP倍后的值,计算得到权系数矩阵的对角元素h11、h22、h33和h44
可选的,作为本发明的一个实施例,所述处理装置还用于:当切换为地磁定位模式时,通过所述移动式接收装置接收地磁传感器发送的地磁信号,通过地磁基准坐标得到地磁信号坐标的误差值,根据所述误差值计算期望值,并对所述期望值进行滤波矫正,从而得到移动式接收装置在室内的定位点。
上述实施例中,采用上述进一步技术方案的有益效果是:通过地磁基准坐标得到地磁信号坐标的误差值,通过误差值计算期望值,从而得到移动式接收装置在室内的定位点,期望值进行滤波矫正后使定位点更准确。
所述通过地磁基准坐标得到地磁信号坐标的误差值,根据所述误差值计算期望值,得到移动式接收装置在室内的定位点,具体为:
将所述地磁信号的坐标X、Y、Z值与地磁基准坐标x、y、z带入如下公式中:
得到所述地磁信号的坐标与地磁基准坐标x、y、z的误差值D,
将所述误差值D分别带入下面式(1)和式(2)中计算期望值,
和p(yt|xt)=λexp(-D/λ) (2)
将得到的期望值代入滤波公式中进行滤波矫正,即
得到滤波矫正后的期望值,再将滤波矫正后的期望值带入地磁匹配算法中,得到所述移动式接收装置在室内的定位点。图3为本发明另一实施例提供的初始点C的示意图;
优选的,作为本发明的一个实施例,如图3所示,当切换为地磁定位模式时,还可通过确定初始点和关键点的方式来定位移动式接收装置:
确定室内定位的初始点:选定初始点C,且初始点C为室内入口点,选定A和B为室外点,通过RTPPP单点定位技术确定A和B两点的地理位置,并通过激光测距法测量得到A和B两点、A和C两点以及B和C两点的长度AB、AC和BC,根据长度AB、AC和BC计算得到初始点C的地理位置;
确定室内定位的关键点:将室内的门作为特征点,通过地磁指纹节点的方法,其方法是通过采集测试区域的特征定位,例如将室内所有的门作为特征点,将其地磁值进行数据存储至数据库中;从初始点C开始行走,由于PDR具有低功耗、低成本、低精度的特点,其位置由于误差的累积导致定位位置出现很大的误差,当到下一个地磁特征点时,定位位置被重新纠正,以此类推,完成全程的定位。
并获取关键点的坐标,通过关键点的坐标以及计算移动式接收装置在室内的定位点的公式计算得到关键点的定位信息。
将地磁与PDR结合使用地磁关键点定位的方法比常规的地磁采样匹配算法在处理上大大简化,使得关键点的定位优势得以凸显;当遇到空旷的室内例如厂房,停车场之类的地方,选取点位并贴上磁标采集地磁指纹并进行存储,通过地磁关键点的存储匹配,实现移动式接收装置的准确定位。
本发明从室外移动至室内时,由于靠近建筑物,部分卫星信号不能够被接收到或接收到的是该卫星折射或衍射后的信号,GDOP值会逐渐增大,则确定采用地磁定位模式;也可通过接收的GNSS卫星定位信号的数量进行判断,数量逐渐减少,则确定采用地磁定位模式;因此,通过GNSS—地磁组合的方法构建一个高精度、便捷、经济、可普遍推广的定位方法,弥补了国内在室内外定位切换点的选取以及在定位方式性价比方面的空白;能够通过几何误差因子GDOP和/或接收的GNSS卫星定位信号的数量来判断移动式接收装置是否由室外移动至室内,从而进行GNSS卫星定位模式和地磁定位模式的切换,处于室外时通过GNSS卫星定位模式来定位,处于室内时通过地磁定位模式来定位,提高了定位的精度和完整度,且不受断电的影响,无需布置大量的设备,成本较低。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分,或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种定位方法,其特征在于,包括如下步骤:
移动式接收装置接收定位卫星发射的GNSS卫星定位信号;
根据GNSS卫星定位信号计算几何误差因子GDOP;
当所述几何误差因子GDOP为增大趋势且增大至第一预设值和/或当接收的GNSS卫星定位信号的数量为减少趋势且减少至第二预设值时,则判定为所述移动式接收装置由室外移动至室内,并由GNSS卫星定位模式切换为地磁定位模式,
当所述几何误差因子GDOP为减小趋势且减小至第三预设值和/或当接收的GNSS卫星定位信号的数量为增大趋势且增大至第四预设值时,则判定为所述移动式接收装置由室内移动至室外,并由地磁定位模式切换为GNSS卫星定位模式。
2.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述根据GNSS卫星定位信号计算几何误差因子GDOP,具体包括步骤:
根据GNSS卫星定位信号获取定位卫星的仰角和方位角,并根据所述仰角和方位角构成矩阵M,并对所述矩阵M进行矩阵转置,通过矩阵转置得到的矩阵M得到权系数矩阵C,并通过所述权系数矩阵C确定GNSS卫星定位信号的几何误差因子GDOP。
3.根据权利要求2所述的定位方法,其特征在于,所述根据GNSS卫星定位信号获取定位卫星的仰角和方位角,并根据所述仰角和方位角构成矩阵M,并对所述矩阵M进行矩阵转置,通过矩阵转置得到的矩阵M得到权系数矩阵C,通过所述权系数矩阵C确定GNSS卫星定位信号的几何误差因子GDOP,具体包括:
根据GNSS卫星定位信号获取定位卫星的仰角θ和方位角α,根据所述仰角和方位角构成矩阵M:
通过所述矩阵M进行矩阵转置,将矩阵转置得到的矩阵M带入下式得到权系数矩阵C:
C=(MTM)-1
其中,T为矩阵转置;
由于通过上述等式计算几何误差因子其中h11、h22、h33和h44为权系数矩阵的对角元素。
4.根据权利要求3所述的定位方法,其特征在于,对所述权系数矩阵的对角元素进行计算包括:
构建定位误差分量矩阵和权系数矩阵其中,为定位误差分量的方差,
根据等式
构建所述定位误差分量矩阵和权系数矩阵的关系等式,
其中,为测量误差的方差,空间位置因子为σp为σURE放大PDOP倍后的值,计算得到权系数矩阵的对角元素h11、h22、h33和h44
5.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,当切换为地磁定位模式时,还包括通过所述移动式接收装置接收地磁传感器发送的地磁信号,通过地磁基准坐标得到地磁信号坐标的误差值,根据所述误差值计算期望值,并对所述期望值进行滤波矫正,从而得到移动式接收装置在室内的定位点。
6.根据权利要求5所述的定位方法,其特征在于,所述通过地磁基准坐标得到地磁信号坐标的误差值,根据所述误差值计算期望值,得到移动式接收装置在室内的定位点,具体为:
将所述地磁信号的坐标X、Y、Z值与地磁基准坐标x、y、z带入如下公式中:
得到所述地磁信号的坐标与地磁基准坐标x、y、z的误差值D,
将所述误差值D分别带入下面式(1)和式(2)中计算期望值,
和p(yt|xt)=λexp(-D/λ) (2)
将得到的期望值代入滤波公式中进行滤波矫正,即
p=(xt|y1…yt):得到滤波矫正后的期望值,再将滤波矫正后的期望值带入地磁匹配算法中,得到所述移动式接收装置在室内的定位点。
7.根据权利要求1至6任一项所述的定位方法,其特征在于,所述第一预设值为4,第二预设值为3,第三预设值为3,第四预设值为4。
8.一种定位系统,其特征在于,包括:
移动式接收装置,用于接收定位卫星发射的GNSS卫星定位信号;
处理装置,用于根据GNSS卫星定位信号计算几何误差因子GDOP,当所述几何误差因子GDOP为增大趋势且增大至第一预设值和/或当接收的GNSS卫星定位信号的数量为减少趋势且减少至第二预设值时,则判定为所述移动式接收装置由室外移动至室内,并向切换装置发送第一切换指令,当所述几何误差因子GDOP为减小趋势且减小至第三预设值和/或当接收的GNSS卫星定位信号的数量为增大趋势且增大至第四预设值时,则判定为所述移动式接收装置由室内移动至室外,并向所述切换装置发送第二切换指令;
所述切换装置,用于根据所述第一切换指令由GNSS卫星定位模式切换为地磁定位模式;还用于根据所述第二切换指令由地磁定位模式切换为GNSS卫星定位模式。
9.根据权利要求8所述的定位系统,其特征在于,所述处理装置具体用于:
根据GNSS卫星定位信号获取定位卫星的仰角和方位角,并根据所述仰角和方位角构成矩阵M,并对所述矩阵M进行矩阵转置,通过矩阵转置得到的矩阵M得到权系数矩阵C,并通过所述权系数矩阵C确定GNSS卫星定位信号的几何误差因子GDOP。
10.根据权利要求8所述的定位系统,其特征在于,所述处理装置还用于:
当切换为地磁定位模式时,通过所述移动式接收装置接收地磁传感器发送的地磁信号,通过地磁基准坐标得到地磁信号坐标的误差值,根据所述误差值计算期望值,并对所述期望值进行滤波矫正,从而得到移动式接收装置在室内的定位点。
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