CN110072184B - 指纹库法室内定位中终端天线差异所形成误差的解决方法 - Google Patents

指纹库法室内定位中终端天线差异所形成误差的解决方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了指纹库法室内定位中终端天线差异所形成误差的解决方法。在室内定位中，被测节点天线多采用垂直线极化天线，并且锚节点天线通常高于被测节点天线。在这种情况下，被测节点天线差异造成离线指纹和在线数据匹配误差的增大。本发明包括：采用多个定向天线围绕一个中心定向天线进行三维的共点安装，构造成室内定位的锚节点天线，实现定向天线方向图的重叠；在锚节点天线安装高度高于被测节点天线的条件下，通过锚节点中的多个定向天线接收被测节点的信号强度(Rss)，然后进行差分运算，将差分值作为指纹特征。本发明提出的这种指纹特征可以大幅度降低由于被测节点天线差异造成的离线指纹和在线数据匹配时的误差。

Description

指纹库法室内定位中终端天线差异所形成误差的解决方法
技术领域
本发明属于室内定位导航技术领域，尤其涉及基于指纹库法的室内定位设计，在这一领域的主要工作是如何高精度地匹配在线阶段获取的测量数据与离线阶段获取的指纹数据。
背景技术
室内定位中的指纹库法设计由于适用性强而得到广泛的重视，它具有成本低、无需部署专门网络的优点。指纹库法设计主要包括两个阶段：一是离线阶段，在此阶段通过收集定位区域中与已知位置相关的特征数据以形成指纹特征，并将指纹特征与对应的物理位置配套构成指纹数据库；二是在线阶段，当被测节点出现在定位区域中，实时采集被测节点的数据，通过与指纹数据库中的指纹特征进行匹配以确定被测节点在定位区域中的位置。
在近距离无线通信设备中，接收信号强度(Rss)经常被当做指纹特征。同时由于Rss测量简便以及对被测节点的硬件条件要求低，而被广泛地应用，特别是在针对移动手机的指纹库法定位中被广泛地应用。
以锚节点接收，被测节点发送为例，Rss的定义如下(dB)：
Pr＝Pt-10nlogd-10logL+Gt(θt,φt)+Gr(θr,φr)+20logλ-20log(4π) (1)
其中λ为波长，Pt为发射平均功率(dB)，d为信号传播距离，n为路径衰减因子，L是系统损耗系数(在此假设系统损耗系数主要由接收系统所决定)，Gt(θt,φt)为发射天线在发射角度(θt,φt)处的增益(dB)，Gr(θr,φr)为接收天线在入射角度(θr,φr)处的增益(dB)，(θ,φ)对应着方位角和倾斜角。
由于锚节点在离线阶段和在线阶段通常是不改变的，在定位区域的同一位置，公式(1)中的各个参数在上述的两个阶段(离线阶段和在线阶段)中发生变化的有：发射功率Pt和发射天线方向图Gt(θ,φ)，即在离线阶段用于产生校准数据的被测节点的处理器和天线与在线阶段中被定位的被测节点的处理器和天线是不一样的，这种差异被称为被测节点的异构。由于这种异构现象的存在，将造成指纹库法设计中匹配处理误差的增大。
针对这个问题，目前主要的解决方法是差分法，将布局在定位区域不同位置的锚节点天线所接收到的Rss值相互求差，根据公式(1)，将两个锚节点天线接收到的Rss进行求差结果见下式：
Figure GDA0002765108570000021
由于是同一个发射节点，因此发射功率相同，公式(2)修改为
Figure GDA0002765108570000022
差分法假设发射天线和接收天线是全向天线，即天线增益不随角度变化，因此公式(3)可以进一步简化为
Pr1-Pr2＝-10(n1logd1-n2logd2)-10(logL1-logL2)+(Ar1-Ar2) (4)
其中Ar1和Ar2为不同锚节点接收天线的增益，因此采用差分法可以消除被测节点天线差异带来的影响。
而实际情况是，真正的三维全向天线是不存在的，通常所说的全向天线只是水平方向图接近全向天线。目前在室内定位设计中广泛采用是垂直线极化天线，其水平方向图和垂直方向图如图1所示。其中“水平”对应着水平方向图，是一个全向方向图，不随角度变化；而垂直方向图不是全向方向图，随着角度变化天线增益也在发生变化。
出于抗干扰和维持直射径(LOS)的目的，在定位系统中，锚节点天线的安装高度通常高于被测节点天线。图2从垂直方向展示了垂直线极化天线之间的射线传播。接收天线和发射天线存在高度差，发射天线为MN1和MN2，接收天线为AP1和AP2。其中MN2的天线垂直指向有小幅度的倾斜，以模拟实际应用中被测节点天线随意摆放的特点。
从图2可以看出，由于存在收发天线的高度差，对于发射天线，不同的发射角对应着不同的发射增益(T11和T12)，同时对于接收天线也存在着不同的接收增益(R11和R12)，并且发射天线如果有一定程度的指向倾斜也会造成发射增益和接收增益的变化。
根据图1和图2的展示，如果室内定位设计中，锚节点和被测节点都采用垂直线极化天线(这也是目前室内定位设计中的普遍现象)，公式(3)所描述的差分法并不能转化为公式(4)，以消除被测节点天线的异构现象对最终匹配算法的影响。
例如，图3-1、3-2、3-3、3-4展示了四种常用的棒状天线极坐标形式的垂直方向图。从中可以看出这些天线的垂直方向图差异非常大。假设以其中一种天线做为锚节点天线和离线阶段用于产生指纹库数据的被测节点天线，而另外三种天线做为在线阶段的被测节点天线，这些天线之间垂直方向图的差异必将对匹配算法造成非常大的干扰，影响匹配算法的精度。由于垂直线极化天线的垂直方向图不是全向方向图，并且不同天线的垂直方向图差异很大，因而造成利用差分法无法消除被测节点天线差异的影响。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供能够大幅度地消减终端天线差异对于匹配算法造成的严重误差的指纹库法室内定位中终端天线差异所形成误差的解决方法。
为了实现本发明目的，本发明采用的技术方案是：
指纹库法室内定位中终端天线差异所形成误差的解决方法，包括以下步骤：
步骤一、采用多个定向天线进行共点安装构成锚节点天线，多个定向天线中的一个定向天线作为中心定向天线，其他定向天线以中心定向天线为中心按照圆周方向均匀分布作为非中心定向天线，多个定向天线通过射频开关连接到处理器；多个定向天线采用直角坐标绘制的辐射场强的方向图波束宽度相同且中心定向天线的方向图主轴方向与每个非中心定向天线的方向图主轴方向的夹角相同，锚节点的主轴方向设定为中心定向天线采用直角坐标绘制的辐射场强的方向图主轴方向，从极坐标角度看，各定向天线的辐射场强方向图相互重叠；
步骤二、将多个锚节点天线以高于被测节点天线的方式在室内安装，每一个锚节点天线主轴方向均指向定位区域中心；
步骤三、采用多个锚节点天线以相同的方法同时获取定位区域内选定的不同的参考位置点处的用于标定的被测节点的接收信号强度数据组并进行记录，具体方法如下：
(1)在定位区域内设置多个参考位置点并记录每个参考位置点的空间位置；
(2)将被测节点设置在第i个参考位置；
(3)多个锚节点天线采用相同的方法获取来自被测节点在相同时刻的接收信号强度；其中每个锚节点天线在同一时刻获取来自被测节点接收信号强度的方法为：
第一步，在一个设定的短周期内，每个锚节点天线配套的处理器通过射频开关分时切换该锚节点中不同的定向天线连接到处理器，通过每个锚节点天线中选定的定向天线获取来自被测节点在这个短周期内的接收信号强度并将同一个锚节点中所有定向天线获取的来自被测节点在这个短周期内的接收信号强度记录为一组数据；
第二步，多次重复第一步,经过若干个设定的短周期达到设定的时段，锚节点天线配套的处理器对全部短周期内获取的对应各个天线的接收信号强度数据分别采用均值法进行滤波处理得到用于标定的被测节点的接收信号强度数据组；
第三步，重复第二步得到同一个锚节点中所有定向天线获取的来自被测节点在不同时段的接收信号强度值数据组；
步骤四、在以指纹库法开展的室内定位设计的离线阶段中，以用于标定的被测节点天线为被测目标，将采用步骤三获得的同一锚节点中各天线经过滤波处理后的同一时段的接收信号强度数据组中对应不同天线的接收信号强度数据分别两两求差得到该锚节点的信号强度差分值数组，然后将同一锚节点中各天线在不同时段的信号强度差分值采用均值化处理得到经过滤波处理后的该锚节点的信号强度差分值数组；结合每个锚节点的编号以及与该编号的锚节点对应的均值化处理后的信号强度差分值数组和被测目标的空间位置，共同形成离线阶段的指纹数据；
步骤五、在以指纹库法开展的室内定位设计的在线阶段中，以位置未知的被测节点天线为被测目标，通过步骤三的(3)中的第一步和第二步的方法获得位置未知的被测节点天线某一时刻的接收信号强度数据组，然后将该接收信号强度数据组中对应不同天线的接收信号强度两两求差得到该锚节点在这一时刻的信号强度差分值数组作为待匹配数据，同时作为待匹配数据的还有获得该信号强度差分值数组的锚节点的编号；最后将这一时刻的信号强度差分值数组以及与信号强度差分值数组对应的该锚节点的编号和步骤四所形成的指纹数据库中的锚节点编号以及信号强度差分值数组进行匹配，将最优匹配结果所对应的空间位置作为这一时刻最终的被测节点估计位置。
本发明的有益效果是：本发明将多个定向天线进行共点安装形成锚节点，以锚节点中的多个定向天线所获取的信号强度值之间的差分值作为指纹特征。针对指纹库法室内定位中，终端天线差异对于匹配算法造成的严重误差，本发明能够大幅度地消减这种误差。
附图说明
图1是垂直线极化天线方向图；
图2是存在高度差的垂直线极化天线射线传播垂直面示意图；
图3-1、3-2、3-3、3-4是不同垂直线极化天线垂直方向图；
图4是四个定向天线所构成的锚节点天线中各个定向天线的三维示意图；
图5是四个定向天线直角坐标形式重叠方向图的理论三维效果图；
图6是锚节点中心定向天线与其相邻定向天线极坐标形式方向图二维重叠效果图；
图7-1是锚节点天线布局顶视图；
图7-2是锚节点天线布局立体图；
图8是处理器通过射频开关控制锚节点天线分时工作的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明加以详细说明。
根据技术背景的描述，由于垂直线极化天线的垂直方向图不是全向方向图，并且不同天线的垂直方向图差异很大，因而造成利用差分法无法消除被测节点天线差异的影响。本发明采用多个定向天线进行共点安装以构成锚节点天线，并用定向天线之间的Rss之差作为指纹特征来解决这个问题。
本发明的针对终端天线差异造成匹配误差的解决方法，包括以下步骤：
步骤一、采用多个定向天线进行共点安装构成锚节点天线，多个定向天线中的一个定向天线作为中心定向天线，其他定向天线以中心定向天线为中心按照圆周方向均匀分布作为非中心定向天线，多个定向天线通过射频开关连接到处理器；多个定向天线采用直角坐标绘制的辐射场强的方向图波束宽度相同且中心定向天线的方向图主轴方向与每个非中心定向天线的方向图主轴方向的夹角相同，锚节点的主轴方向设定为中心定向天线采用直角坐标绘制的辐射场强的方向图主轴方向。从极坐标角度看，各定向天线的辐射场强方向图相互重叠。
下面以具体例子加以说明：
图4所示的锚节点天线由四个定向天线共点安装而成，其中1号天线为中心定向天线，其他三个非中心定向天线以中心定向天线为中心按照圆周方向均匀分布，四个定向天线采用直角坐标绘制的辐射场强的方向图形成三维重叠效果图如图5所示，每个方向图的波束宽度相同，中心定向天线的方向图主轴方向与其三个相邻天线的方向图主轴方向的夹角相同并且与每个定向天线的波束宽度基本相等，锚节点的主轴方向设定为图5中的中心定向天线的方向图主轴方向。图6为中心天线方向图与某个相邻天线方向图的二维重叠效果示意图。
步骤二、将多个锚节点天线以高于被测节点天线的方式在室内安装，每一个锚节点天线主轴方向均指向定位区域中心。
在室内定位设计中，主要的干扰因素是多径干扰，当存在多径的条件下，在基于Rss的室内定位系统中，为了创造锚节点天线和被测节点天线之间的直射径(LOS)环境，锚节点天线的高度通常高于被测节点天线。也正是由于锚节点天线的这种布局要求，在被测节点采用普通的垂直线极化天线时，如图2所示，造成了被测节点天线方向图的差异性直接导致指纹库法定位设计中匹配算法的误差的增大。本发明也是针对这种锚节点天线高于被测节点天线的情况而设计的。在指纹库定位设计中，通常需要安装多个锚节点，以增加匹配算法的维数来提高最终的定位精度，见图7-1、7-2，其中展示了多个锚节点，虚线为锚节点天线主轴方向，在指纹库定位设计中，不同的锚节点被赋值以不同的锚节点编号。根据本发明的描述，每个锚节点天线的高度都高于被测节点天线的高度，并且每个锚节点的主轴方向(虚线)都指向定位区域的中心部分，对于降低由被测节点天线异构造成的匹配误差，这样的设计可以增强减小指纹库设计中匹配误差的效果。
步骤三、采用多个锚节点天线以相同的方法同时获取定位区域内选定的不同的参考位置点处的用于标定的被测节点的接收信号强度(Rss)数据组并进行记录，具体方法如下：
(1)在定位区域内设置多个参考位置点并记录每个参考位置点的空间位置，如(xi，yi)，其中的下标代表第i个参考位置；
(2)将被测节点设置在第i个参考位置；
(3)多个锚节点天线采用相同的方法获取来自被测节点在相同时刻的接收信号强度(Rss)；其中每个锚节点天线在同一时刻获取来自被测节点接收信号强度的方法为：
第一步，在一个设定的短周期内，每个锚节点天线配套的处理器通过射频开关分时切换该锚节点中不同的定向天线连接到处理器，即在短周期内每个锚节点内部的所有天线轮换工作，通过每个锚节点天线中选定的定向天线获取来自被测节点在这个短周期内的接收信号强度(Rss)并将同一个锚节点中所有定向天线获取的来自被测节点在这个短周期内的接收信号强度(Rss)记录为一组数据；
第二步，多次重复第一步,经过若干个设定的短周期达到设定的时段，锚节点天线配套的处理器对全部短周期内获取的对应各个天线的接收信号强度数据分别采用均值法进行滤波处理得到用于标定的被测节点的接收信号强度(Rss)数据组。
为了增强噪声滤除的效果，第三步，重复第二步得到同一个锚节点中所有定向天线获取的来自被测节点在不同时段的接收信号强度(Rss)值数据组；
以图7为例，在定位系统中有多个锚节点，这些锚节点均采用相同的方法并在相同的时间内进行测试。以下为其中的一个锚节点的测试过程介绍：
(1)在一个设定的短周期内，每个锚节点天线配套的处理器通过射频开关分时切换该锚节点中不同的定向天线连接到处理器，即在短周期内每个锚节点内部的所有天线轮换工作，通过每个锚节点天线中选定的定向天线获取来自被测节点在某一时刻的接收信号强度(Rss)并将同一个锚节点中所有定向天线获取的来自被测节点在某一时刻的接收信号强度(Rss)值记录为一组数据；
在本发明中做以下假设：由于切换速度快，每个锚节点内部的所有天线轮换工作的这个短周期内，被测目标的移动位置、工作环境以及工作参数没有发生改变，在这个短周期内各个定向天线的Rss值可以近似认为是同一时间点各个定向天线测量到的Rss值。
作为本发明的一种实施方式，采取的短周期时间为10ms，即将锚节点天线中所有定向天线的Rss值都完成一次采样收集的时间。
以图8所示的4个天线组成的锚节点为例，其中的天线1和天线2重叠，在短周期10ms内，处理器按照10ms/4＝2.5ms的速度切换射频开关，分别在10ms内的0ms、2.5ms、5ms和7.5ms将图8中所示的天线1、2、3和4的接收信号强度(Rss)读取，记录为一组数据(Rss1Rss2 Rss3 Rss4)1，标记索引为1，表示为t1时刻的记录，即第一个10ms的记录。
(2)在若干个短周期之后，处理器开始对这些短周期内获取的数据进行滤波处理。这个短周期个数的设置根据被测节点实际移动速度而定，例如50个，即短周期10ms，滤波处理周期为10ms X 50＝500ms，如果被测节点移动速度为1米/秒，这个设置是比较合理的。
接续(1)中的举例，在获得t1时刻的数据之后，锚节点继续按照(1)所描述的方法获得t2、t3......时刻的记录结果。当采集到t50的时候，将所有采集的数据进行滤波处理，滤波处理方法为均值法。
以图8所示的4个天线组成的锚节点为例，500ms之后经过滤波处理的数据为(ARss1 ARss2 ARss3 ARss4)，其中的每个数据为500ms内的对应天线的50个Rss值的平均值。
步骤四、在以指纹库法开展的室内定位设计的离线阶段中，以用于标定的被测节点天线为被测目标，将采用步骤三获得的同一锚节点中各天线经过滤波处理后的同一时段的接收信号强度数据组中对应不同天线的接收信号强度数据分别两两求差得到该锚节点的信号强度差分值数组，然后将同一锚节点中各天线在不同时段的信号强度差分值采用均值化处理得到经过滤波处理后的该锚节点的信号强度差分值数组；结合每个锚节点的编号以及与该编号的锚节点对应的均值化处理后的信号强度差分值数组和被测目标的空间位置，共同形成离线阶段的指纹数据。具体说明如下：
(1)以图7-2为例，设其中的被测节点位于第i个参考位置处(xi，yi)，周围有多个锚节点。然后根据步骤三的描述进行Rss值的测量。例如第j个锚节点在500ms内获取到的测试结果为(ARss1 ARss2 ARss3 ARss4)ij，相互求差的结果如下：
(ARss1-ARss2 ARss1-ARss3 ARss1-ARss4 ARss2-ARss3 ARss2-ARss4 ARss3-ARss4)ij，定义为针对在线阶段第i个参考位置，第j个锚节点的Rss差分结果。
为了增强噪声滤除的效果，在步骤三的测量，可以进行连续的以500ms为周期的测量，获得多组Rss差分结果，然后采用均值法进行噪声滤除，最终获得的结果如下
(Avg(ARss1-ARss2) Avg(ARss1-ARss3) Avg(ARss1-ARss4) Avg(ARss2-ARss3)Avg(ARss2-ARss4) Avg(ARss3-ARss4))ij，定义为离线阶段第i个参考位置中第j个锚节点的滤波后的离线Rss差分值数组，简写为OffLine_DARss_ij。
(2)指纹数据的建立。在定位设计中通常需要多个锚节点。结合每个锚节点的编号以及上文所描述的Rss差分值数组和被测目标的空间位置，共同形成离线阶段的指纹数据。
设锚节点个数为M，参考位置个数为N，建立的Rss指纹库如下
Figure GDA0002765108570000091
其中OffLine_DARss_ij为第i个参考位置中编号j的锚节点的离线Rss差分数组。
与这个指纹相对应的是参考位置的空间坐标值，如下所示
Figure GDA0002765108570000092
对于本发明提出的重叠方向图对于被测节点天线差异造成匹配误差增大问题的解决，论证如下：
本发明将锚节点天线中不同定向天线之间的差分值作为指纹库法设计中的指纹特征。根据公式(3)的定义，每个锚节点天线中不同定向天线之间的Rss差分值变换如下(以图4中的定向天线1和定向天线2为例)：
Figure GDA0002765108570000101
对于公式(7)变换的描述如下：由于锚节点天线中的不同定向天线是共点安装，本发明假设：其相互之间的距离和被测节点天线与锚节点天线之间的距离相比较可以忽略，因此认为被测节点天线到达定向天线1和定向天线2的距离是一样的，射频信号的传播路径也是一样的。基于上述假设，公式(7)中的d1＝d2、n1＝n2和Gt(θt1,φt1)＝Gt(θt2,φt2)，并且θr1＝θr2＝θr和φr1＝φr2＝φr，因此公式(7)的变换结果为定向天线1和定向天线2的天线增益在入射角度(θr,φr)上的差分值，从理论上可以排除发射节点天线差异的影响。
步骤五、在以指纹库法开展的室内定位设计的在线阶段中，以位置未知的被测节点天线为被测目标，通过步骤三的(3)中的第一步和第二步的方法获得位置未知的被测节点天线某一时刻的接收信号强度(Rss)数据组，然后将该接收信号强度(Rss)数据组中对应不同天线的接收信号强度Rss两两求差得到该锚节点在这一时刻的信号强度差分值数组作为待匹配数据，同时作为待匹配数据的还有获得该信号强度差分值数组的锚节点的编号。最后将这一时刻的信号强度差分值数组以及与信号强度差分值数组对应的该锚节点的编号和步骤四所形成的指纹数据库中的锚节点编号以及信号强度差分值数组进行匹配，将最优匹配结果所对应的空间位置作为这一时刻最终的被测节点估计位置。
具体说明如下：
以图7-2为例进行说明，假设图中的被测节点为在线阶段某一时刻处于未知位置的被测节点，周围是与步骤四布局相同的锚节点，根据步骤三的描述进行Rss值的测量，由于步骤三设定的时间是500ms，根据本发明的假设，在500ms内被测节点的位置没有发生变化。第j个锚节点在500ms内获取到的测试结果为(ARss1 ARss2 ARss3 ARss4)j，相互求差的结果如下：
(ARss1-ARss2 ARss1-ARss3 ARss1-ARss4 ARss2-ARss3 ARss2-ARss4 ARss3-ARss4)j
定义为在线阶段中某个时刻第j个锚节点获得的差分数组，简写为OnLine_DARss_j。将所有锚节点的这个数据合并在一起，获得了在线阶段某个时刻的待匹配数据，根据步骤四的举例，设锚节点个数为M，则待匹配数据的形式如下：
(OnLine_DARss_1 OnLine_DARss_2 ...... OnLine_DARss_M) (8)
将公式(8)的数据与公式(5)中各行的数据进行匹配运算，匹配度最高的行号在公式(6)中所对应的结果即为最终的位置估计结果。

Claims (1)

1.指纹库法室内定位中终端天线差异所形成误差的解决方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、采用多个定向天线进行共点安装构成锚节点天线，多个定向天线中的一个定向天线作为中心定向天线，其他定向天线以中心定向天线为中心按照圆周方向均匀分布作为非中心定向天线，多个定向天线通过射频开关连接到处理器；多个定向天线采用直角坐标绘制的辐射场强的方向图波束宽度相同且中心定向天线的方向图主轴方向与每个非中心定向天线的方向图主轴方向的夹角相同，锚节点的主轴方向设定为中心定向天线采用直角坐标绘制的辐射场强的方向图主轴方向，从极坐标角度看，各定向天线的辐射场强方向图相互重叠；
步骤二、将多个锚节点天线以高于被测节点天线的方式在室内安装，每一个锚节点天线主轴方向均指向定位区域中心；
步骤三、采用多个锚节点天线以相同的方法同时获取定位区域内选定的不同的参考位置点处的用于标定的被测节点的接收信号强度数据组并进行记录，具体方法如下：
(1)在定位区域内设置多个参考位置点并记录每个参考位置点的空间位置；
(2)将被测节点设置在第i个参考位置；
(3)多个锚节点天线采用相同的方法获取来自被测节点在相同时刻的接收信号强度；其中每个锚节点天线在同一时刻获取来自被测节点接收信号强度的方法为：
第一步，在一个设定的短周期内，每个锚节点天线配套的处理器通过射频开关分时切换该锚节点中不同的定向天线连接到处理器，通过每个锚节点天线中选定的定向天线获取来自被测节点在这个短周期内的接收信号强度并将同一个锚节点中所有定向天线获取的来自被测节点在这个短周期内的接收信号强度记录为一组数据；
第二步，多次重复第一步,经过若干个设定的短周期达到设定的时段，锚节点天线配套的处理器对全部短周期内获取的对应各个天线的接收信号强度数据分别采用均值法进行滤波处理得到用于标定的被测节点的接收信号强度数据组；
第三步，重复第二步得到同一个锚节点中所有定向天线获取的来自被测节点在不同时段的接收信号强度值数据组；
步骤四、在以指纹库法开展的室内定位设计的离线阶段中，以用于标定的被测节点天线为被测目标，将采用步骤三获得的同一锚节点中各天线经过滤波处理后的同一时段的接收信号强度数据组中对应不同天线的接收信号强度数据分别两两求差得到该锚节点的信号强度差分值数组，然后将同一锚节点中各天线在不同时段的信号强度差分值采用均值化处理得到经过滤波处理后的该锚节点的信号强度差分值数组；结合每个锚节点的编号以及与该编号的锚节点对应的均值化处理后的信号强度差分值数组和被测目标的空间位置，共同形成离线阶段的指纹数据；
步骤五、在以指纹库法开展的室内定位设计的在线阶段中，以位置未知的被测节点天线为被测目标，通过步骤三的(3)中的第一步和第二步的方法获得位置未知的被测节点天线某一时刻的接收信号强度数据组，然后将该接收信号强度数据组中对应不同天线的接收信号强度两两求差得到该锚节点在这一时刻的信号强度差分值数组作为待匹配数据，同时作为待匹配数据的还有获得该信号强度差分值数组的锚节点的编号；最后将这一时刻的信号强度差分值数组以及与信号强度差分值数组对应的该锚节点的编号和步骤四所形成的指纹数据库中的锚节点编号以及信号强度差分值数组进行匹配，将最优匹配结果所对应的空间位置作为这一时刻最终的被测节点估计位置。
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