CN117760414B - 一种基于手机pdr的面状磁场指纹库快速构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于手机PDR的面状磁场指纹库快速构建方法，属于室内定位技术领域，包括：步骤1、进行PDR结果解算，得到原始路径信息；步骤2、根据先验信息，修正脚步点，构建采集路径；步骤3、将磁场信息进行水平面投影，提取磁场的水平分量和垂直分量；步骤4、选择磁场建库网格尺寸，构建磁场库。本发明能够实现磁场信息和位置信息的快速关联。

Description

一种基于手机PDR的面状磁场指纹库快速构建方法

技术领域

本发明属于室内定位技术领域，具体涉及一种基于手机PDR的面状磁场指纹库快速构建方法，其面向行人室内定位需求的地磁基准指纹库的快速构建，可用于实现商场、地下车库等大尺度室内环境下的地磁指纹构建，为后续磁场指纹匹配定位的实现提供基准磁图。

背景技术

当今的社会生活中，基于位置的服务（Location Based Service，LBS）正在快速融入人们生活的方方面面，包括导航定位、精准广告投放、公共安全突发事件处理、智慧城市、物联网等，这些服务都离不开LBS，因此需要实现室内室外高精度的定位。在室内环境中（如商场，图书馆，地下车库等），GNSS的卫星信号被完全遮挡，无法被利用以解算出位置信息。因此伪卫星、超宽带、WiFi、蓝牙、超声波、可见光等技术手段陆续发展起来。但是上述的伪卫星，超宽带，蓝牙，超声波等室内定位的手段均需要在环境中布设专门的基础设施，才能进行有效定位。在实际的应用场景中，这些专门设备的提前布设和后续维护都需要花费大量的人力物力，所以这些方法目前无法大规模的使用。并且应急应用场景下，如火灾、地震时，布设好的基础设施也会遭到破环，无法使用，满足不了定位的需求。

地磁场是地球本身具有的特性，由于地球本身的不均质性，加之人类活动建造的铁制品对于磁场的影响，导致磁场在不同的位置上具有不同的场强和变化。因此在室内环境中，可以利用磁场强度或者梯度变化形成的独特特征来进行磁场特征匹配定位，以获得准确的位置。因此在地磁匹配定位技术中，一个关键的技术点就是高精度的地磁基准地图的构建方法。在行人室内定位的应用场景中，如商场、剧院、地下车库等，这些地方由于人造建筑的影响，磁场的特征较为丰富，因此建立磁场的分辨率较高，并且面积较大，如果采用专业的地磁测量设备进行精确测量，采集信息建图，耗费的人力和物力成本巨大。因此需要设计一种针对大面积室内场景下的快速、准确的高分辨率磁图构建方法。

航迹推算是一种惯性导航的方法，根据惯性器件（加速度计和陀螺仪）的输出，解算自身位置。随着MEMS惯性器件的发展，原本巨大的惯性器件可以被集成在一块小小的芯片之中，由此发展出了PDR即行人航位推算的方法。这原本是一种行人自主定位的方法，结合惯性测量的相关思想，在有先验信息的前提下，PDR解算得到的位置信息可以和磁场信息相结合，以实现磁场地图的快速构建，从而大大提高磁场地图构建的效率。将航迹推算作为一种测量的手段，这是本发明的一个创新点。

发明内容

针对如何快速构建室内磁场指纹库的技术问题，本发明面向室内场景中行人利用磁场指纹地图进行匹配定位的需求，提供一种基于手机PDR的面状磁场指纹库快速构建方法。由于航迹推算是一种惯性导航的方法，根据惯性器件（加速度计和陀螺仪）的输出，解算自身位置。随着MEMS惯性器件的发展，原本巨大的惯性器件可以被集成在一块小小的芯片之中，由此发展出了PDR即行人航位推算的方法，其为一种行人自主定位的方法，结合惯性测量的相关思想，在有先验信息的前提下，PDR解算得到的位置信息可以和磁场信息相结合，以实现磁场地图的快速构建，从而大大提高磁场地图构建的效率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于手机PDR的面状磁场指纹库快速构建方法，包括如下步骤：

步骤1、进行PDR结果解算，得到原始路径信息，所述原始路径信息包括步长估计的结果、航向估计的结果和脚步点的坐标数据；PDR表示行人航位推算算法；

步骤2、测量待建库区域的尺寸作为修正脚步点的坐标数据的先验信息，使用最小二乘平差的方法来完成脚步点的坐标数据的修正；

步骤3、使用磁场强度信息的水平量和垂直量分别建立磁场指纹库，从原始的三轴磁力计输出的磁场强度信息中，利用三轴加速度计的输出解算得到水平姿态信息，利用向量投影的原理，完成磁场强度信息的水平量和垂直量的分离和提取；

步骤4、将脚步点的坐标数据和磁场强度信息相关联，根据实际需求，选择磁场指纹库的网格大小，构建出磁场指纹库基准网格点的坐标信息，然后利用插值的方法，得到基准网格点处的磁场强度信息，从而构建完整的磁场指纹库。

有益效果：

本发明中的方法基于手机PDR技术实现面状室内磁场指纹库的快速构建，无需借助室内基站或信源设备辅助，仅需要一台智能手机，将PDR算法作为一种测量手段，实现磁场信息和位置信息的快速关联，是一种低成本、无辐射、高效率的磁场指纹库构建方法，可以极大的减小建库的时间、硬件和人力成本。同时，该方法能够广泛适用于目前典型的室内商场、地下停车场等场景，能够实现亚米级分辨率的磁场指纹库的构建。

附图说明

图1为本发明的一种基于手机PDR的面状磁场指纹库快速构建方法的流程图；

图2为采样点坐标信息示意图；

图3为平差示意图；

图4为采集区域信息示意图；

图5为磁场图构建示意图；

图6为不同空间分辨率的磁场图；其中，（a）空间分辨率为0.4m，（b）空间分辨率为0.5m，（c）空间分辨率为0.6m，（d）空间分辨率为0.7m。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明的一种基于手机PDR的面状磁场指纹库快速构建方法包括如下步骤：

步骤1、进行PDR结果解算，得到原始路径信息；

步骤2、根据先验信息，修正脚步点，构建采集路径；

步骤3、将磁场信息进行水平面投影，提取磁场的水平分量和垂直分量；

步骤4、选择磁场建库网格尺寸，构建磁场库。

具体地，本发明以室内图书馆为具体实施例，描述室内地磁指纹库快速构建的方法。

步骤1. 进行PDR结果解算，得到原始路径信息：

PDR算法是实现行人室内自主定位的一种方法，它依据行人行走过程中惯性仪器输出的周期性特征进行脚步的检测，根据一步内的原始数据对步长进行估计，结合陀螺仪输出的航向信息完成行人位置的推算。单纯使用PDR算法的精度有限，需要添加外部约束来提高PDR算法解算的脚步点即采样点的位置精度。这种方法在有先验条件的情况下，可以作为快速采集数据的一种方法。

本实施例中，使用智能手机作为数据采集的工具，采集的信息包括三轴加速度计的输出、三轴陀螺仪的输出和三轴磁力计的输出；采集的路线为直角S形，即路线只包括直线和直角转弯两种类型；采集者手持智能手机沿直角S形的路线匀速行走。

A．脚步检测

本实施例使用波峰波谷法实现脚步检测，即根据三轴加速度计类似于正弦曲线的输出，检测到相互匹配的一组波峰波谷时，就认为产生了一个脚步点。用来检测波峰波谷的数据为使用均值滤波去除了随机噪声和垂直分量影响的水平方向加速度，即：

，

，

其中，和/>为加速度计x轴和y轴的输出向量，n为均值滤波窗口的长度。/>为滤波窗口内水平加速度的均值，/>为滤波窗口内水平加速度去除均值后再求均值的结果。这样的目的是为了充分去除原始数据中随机噪声和加速度垂直分量对水平加速度的影响。针对伪波峰波谷对检测结果的干扰，对一组相匹配的波峰波谷进行做差处理，然后设置差值的阈值来滤去静止状态下的伪波峰波谷。

B．步长估计

有了脚步检测的结果，就可以根据两个脚步点之间的一个脚步周期内的加速度计输出数据实现步长的估计。本实施例采用加速度四次方根模型这一非线性模型作为步长估计的模型，即：

，

其中，和/>为一步周期内水平加速度的最大值和最小值，K为一个常数项系数，S为步长估计的结果。正常情况下，一般行人的步长为0.6m~0.8m，所以在步长估计中也添加约束条件：如果步长估计的结果大于0.8m，则约束步长估计结果为0.8m，这样步长估计的结果更加符合实际的情况。

C．航向估计

由于本实施例中的行走路线为直角S形，所以本实施例中的航向估计结果只会是0°、90°、180°和270°这四个数值之一。因此航向估计中最重要的部分就是转弯检测，航向估计的整体流程为：

a.将智能手机的局部坐标系转换到平面坐标系；

b.利用三轴陀螺仪的原始数据做积分计算；

c.判断一定时间窗口内航向角的变化是否超过了阈值；

d.如果航向角的变化没有超过阈值，则判定行走状态为直线行走，航向角不变；如果航向角的变化超过了阈值，则判定行走状态为转弯，航向角变化90°，增加还是减小由旋转方向决定。

本实例中，时间窗口设置为1s，前后时间窗口之间有0.5s的重叠区域，在减小计算量的同时保证航向变化判断的准确性；阈值选择为60°。

由于本实施例构建的磁场基准图的坐标系为局部坐标系，因此初始航向角根据实际情况可以自行设定，本实例中设置为0°。

D．采样点坐标数据采集

采集轨迹上各个脚步点（即采样点）的坐标数据根据PDR算法的原理，结合航向估计的航向角结果和步长估计的步长结果，可以计算得到：

，

其中，，/>分别为k时刻的局部坐标系中的北向坐标、东向坐标，/>是k时刻的步长结果，/>是k时刻的航向角信息，为0°、90°、180°和270°这四个数值之一。

如图2所示为采样点坐标信息示意图；图2中，，/>分别为k时刻的局部坐标系中的北向坐标、东向坐标，/>是k时刻的步长结果，/>是k时刻的航向角信息。

步骤2、根据先验信息，修正脚步点，构建采集路径：

本实施例中将PDR中的脚步点坐标信息和磁场信息链接起来，但是单纯使用PDR方法得到的脚步点信息难免会有误差，需要结合先验信息对PDR脚步点的坐标进行修正。本实施例测量待建库区域的尺寸（长，宽等）作为修正PDR脚步点坐标信息的先验信息，使用最小二乘平差的方法来完成坐标信息的修正。

（1）建库区域尺寸测量

室内图书馆等大型室内场馆的基本布局一般具有面积较大的矩形空旷区域，供人们自由行走。因此本发明通过对室内大范围矩形区域的基本测量得到尺寸信息，来对后期的采样点（即脚步点）进行修正。

由于在大部分的室内场景中，可以通行的区域大多是规整的形状（例如矩形），因此对待构建磁图的区域进行测量时，只需要简单的测量长和宽就行。如果遇到一些较为复杂的图形，也只要继续对区域划分为矩形区域的组合即可。与传统的单点采集磁场信息的方法相比，本发明的方法对于采集区域的标定非常简单并且快速。并且实现方法也非常简单，对于距离测量精度的要求不高，常规的距离测量手段完全能够满足测量的需求。

本实施例中，场地选择为一处常见的图书馆的一层阅览室中，总体环境较为开阔，内部陈设多为一列列放置图书的书架。实验区域为放置书架的区域，南北向长约25m，东西向长约50m，和矩形相比有部分突出。坐标系选择局部坐标系，x轴指向北方向为正，y轴指向东方向为正，原点选择在采集区域的西南角，使用普通的50m长的皮尺进行图书馆尺寸的测量。采集人员手持智能手机呈导航端平状态，尽量维持匀速行走状态沿着书架的摆放方向呈直角S形行走，利用智能手机内置的MEMS惯性传感器（三轴加速度计和三轴陀螺仪）和三轴磁力计，记录行走过程中的输出。

（2）最小二乘平差

本实施例在PDR坐标位置的解算过程中，已经根据设计的数据采集的实际路线对航向角进行了强约束，即航向角只可能是0°、90°、180°和270°这四个数值之一。在行走过程中，只有在时间窗口内角度的变化大于阈值时才会变化航向。所以只考虑PDR算法解算的行进距离即步长估计结果的修正。

由于PDR的步长结果是由同样的算法得到的，原始数据也具有一致性，因此相同的距离具有相同的误差，即单纯使用PDR算法解算出的距离结果与实际情况相比是整体成比例缩放的。因此认为每一次观测的权值与解算出来的每一步的步长有关，并且是相互独立的。因此根据最小二乘法的平差原理，如图3所示，可以得到：

，

，

其中，、/>和/>分别为原始步长估计的结果，步长改正数和修正后的步长结果，，m为需要修正的步长数量，/>是/>构成的对角阵，也就是权阵，/>是误差值，L为距离的参考值。

根据修正后的步长信息，得到修正后的脚步点即采样点的坐标为：

，

其中，是k时刻修正后的步长结果，/>，/>分别为修正后的k时刻的局部坐标系中的北向坐标，东向坐标，/>是k时刻的航向角信息，为0°、90°、180°和270°这四个数值之一。

最终修正过的结果如图4所示，图4中粗实线为实验区域大致范围，虚线为快速采集过程中的行走路线。采集的区域为非规则区域，但是经过区域划分后可以近似为多个矩形区域的组合。经过修正之后，使用本实施例所描述的PDR算法得到的脚步点的坐标精度可以达到亚米级。

步骤3、将磁场信息进行水平面投影，提取磁场的水平分量和垂直分量：

本实施例选择使用磁场信息的水平量和垂直量来分别建库，为后续的磁场匹配定位提供更加丰富的信息，由此就需要从原始的三轴磁力计输出的磁场信息中，利用三轴加速度计输出解算得到水平姿态信息，利用向量投影的原理，完成磁场的水平信息和垂直信息的分离和提取。

A．准静态三轴加速度计调平

在没有外部加速度的情况下，三轴加速度计因具有感应地球重力的能力，通常可用于提供足够精度的绝对水平角度（即横滚角和俯仰角）。因此可以使用三轴加速度计观测向量模值与地球重力之间的差值来确定是否存在外部加速度，即：

，

式中，为三轴加速度计的三维向量输出，norm()为求向量模值运算，g为当地的重力加速度，/>为判断的阈值。如果通过了判断，则此时处在外部加速度较小的准静态状态，利用此状态下三轴加速度计的三轴输出可以得到水平姿态角的信息，即横滚角/>和俯仰角/>。

B．磁场值水平面投影

在得到水平姿态角后，后续可以利用三轴陀螺仪的信息进行积分，得到后续的姿态，在短时间内，认为积分的姿态结果是可信的。在行人导航场景中，加速度信号呈现高频且周期复变的特性，所以几乎每个脚步周期都存在准静止的状态，可以利用重力值修正姿态的结果，以将水平姿态角估计结果维持在可信的水平。

在水平姿态角已知的情况下，结合三轴磁力计的三轴输出可以分离出磁场的水平量/>和垂直量/>，从而完成磁场平面和垂直二维信息的构建。其中：

，

步骤4、选择磁场建库网格尺寸，构建磁场库：

下面进行磁场图的构建，磁场信息采用智能手机内置的三轴磁力计采集，事先已经对三轴磁力计进行标定，并且对三轴磁力计采集到的原始三轴磁场数据做平均滤波处理以减小随机测量噪声的影响。使用上述方法对磁场的水平分量和垂直分量进行分离和提取，利用水平分量和垂直分量构建磁场指纹库的步骤相同。下面以磁场水平分量为例，详细介绍磁场指纹库的构建过程。首先需要和坐标信息相关联，然后选择相应的磁场指纹库网格大小即指纹库的分辨率，最终利用插值的方法构建完整的指纹库。

A．磁场信息与坐标信息时间关联

在行人室内定位的场景下，行人的运动速度较慢，而仪器的采样频率较高，因此可以认为脚步点即采样点，而且这一假设没有破坏磁场序列的梯度变化特性。所以结合各个脚步点的时间戳信息，和相应的时间戳信息的磁场信息做匹配，即可得到采样点的磁场信息。取脚步点前后0.2s内的磁场数据做平均，以减小磁场信息的误差。

B.磁场值内插

使用本实施例提出的快速采集方法采集到的磁场数据较为稀疏，且相应的坐标信息是脚步点的坐标数据，并不落在规则的网格点上，不便于后期的使用，所以需要使用空间差值的方法将快速采集得到的磁场信息归算到磁场数据库的网格点上，构建磁场信息稠密的磁场数据库。本实施例采用二次反距离加权法。即利用待定网格点周围脚步点的磁场测量数据对待定网格点的磁场数据进行估计，由于和待定网格点距离越近的脚步点的磁场测量值对待定网格点的磁场强度的影响越大，因此权重与脚步点到待定网格点的距离成反比关系。二次反距离插值的公式为：

，

式中，为磁场指纹库基准网格点的坐标，/>为脚步点的坐标，/>为待定基准网格点到脚步点的距离，/>为权重，/>为测量点的磁场值，/>为坐标是（x，y）的基准网格点的磁场值。

由于外部铁磁体产生的磁场对外围的影响随距离增加快速衰减，所以只考虑待测点周围1m范围内的测量点的测量数据。

C．构建磁场图

上述步骤已经完成了和采样区域相匹配的磁场值和相应的坐标信息，后续选择合适的分辨率建立磁场数据库，分辨率即构建磁场图的网格大小。

使用PDR算法解算并结合先验信息的约束得到采集过程中各脚步点的坐标，结合时间戳对齐的磁场信息得到脚步点处采集到的磁场信息，再将各脚步点的磁场信息归算到网格点上，使用反距离插值补齐空白网格点的磁场信息，完成磁场指纹库的构建。如图5所示，圆点为PDR算法解算的脚步点，五角星点为磁场指纹库中的基准网格点点即待插值得到磁场信息的点，以基准网格点为圆心的圆圈表示对基准网格点有影响的范围。

如图6的（a），图6的（b），图6的（c），图6的（d）所示，选择不同的网格大小，利用磁场模值信息生成空间分辨率为0.4m、0.5m、0.6m和0.7m的磁场数据库，从图6中可见，当网格边长较小时，由于快速采集的磁场信息较为稀疏，导致无法生成较为密集的磁场网格数据库而产生了数据空白区域。从图6中也可见不同空间分辨率的磁场数据库中的信息保持了一定的一致性，都显示出了在阅览室里采集数据时，在水泥柱附近采集到的数据都能够恢复出磁场异常值，这是进行室内磁场匹配定位的重要依据。考虑到室内定位应用场景下一般的精度要求为亚米级，本发明可以满足需求。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于手机PDR的面状磁场指纹库快速构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、进行PDR结果解算，得到原始路径信息，所述原始路径信息包括步长估计的结果、航向估计的结果和脚步点的坐标数据；PDR表示行人航位推算算法；

使用智能手机作为数据采集的工具，采集的信息包括三轴加速度计的输出、三轴陀螺仪的输出和三轴磁力计的输出；采集的路线为直角S形，即路线只包括直线和直角转弯两种类型；采集者手持智能手机沿直角S形的路线匀速行走；

所述步骤1包括脚步检测、步长估计、航向估计、脚步点的坐标数据的采集；

所述脚步检测中，根据三轴加速度计的输出，检测到相互匹配的一组波峰波谷时，则产生一个脚步点；用来检测波峰波谷的数据为使用均值滤波去除随机噪声和垂直分量影响的水平方向加速度，即：

，

，

其中，和/>为加速度计x轴和y轴的输出向量，n为均值滤波窗口的长度；/>为滤波窗口内水平加速度的均值，/>为滤波窗口内水平加速度去除均值后再求均值的结果；

对一组相匹配的波峰波谷进行做差处理，然后设置差值的阈值以滤去静止状态下的伪波峰波谷；

所述步长估计中，根据两个脚步点之间的一个脚步周期内的加速度计的输出数据实现步长估计；采用加速度四次方根模型作为步长估计的模型，即：

，

其中，和/>为一步周期内水平加速度的最大值和最小值，K为一个常数项系数；S为估计的步长结果；

在所述步长估计中添加约束条件；

所述航向估计中，根据行走路线为直角S形，因此航向估计的结果是0°、90°、180°和270°这四个数值之一；

所述脚步点的坐标数据的采集中，采集轨迹上各个脚步点的坐标数据，根据PDR算法的原理，结合航向估计的结果和步长估计的结果，计算得到：

，

其中，，/>分别为k时刻的局部坐标系中的北向坐标、东向坐标，/>是k时刻的步长结果，/>是k时刻的航向角信息，为0°、90°、180°和270°这四个数值之一；

步骤2、测量待建库区域的尺寸作为修正脚步点的坐标数据的先验信息，使用最小二乘平差的方法来完成脚步点的坐标数据的修正；

步骤3、使用磁场强度信息的水平量和垂直量分别建立磁场指纹库，从原始的三轴磁力计输出的磁场强度信息中，利用三轴加速度计的输出解算得到水平姿态信息，利用向量投影的原理，完成磁场强度信息的水平量和垂直量的分离和提取；

步骤4、将脚步点的坐标数据和磁场强度信息相关联，根据实际需求，选择磁场指纹库的网格大小，构建出磁场指纹库基准网格点的坐标信息，然后利用插值的方法，得到基准网格点处的磁场强度信息，从而构建完整的磁场指纹库。

2.根据权利要求1所述的一种基于手机PDR的面状磁场指纹库快速构建方法，其特征在于，所述航向估计包括：

步骤a.将智能手机的局部坐标系转换到平面坐标系；

步骤b.利用三轴陀螺仪的原始数据做积分计算；

步骤c.判断时间窗口内航向角的变化是否超过阈值；

步骤d.如果航向角的变化没有超过阈值，则判定行走状态为直线行走，航向角不变；如果航向角的变化超过阈值，则判定行走状态为转弯，航向角变化90°，增加还是减小由旋转方向决定；

所述时间窗口设置为1s，前后时间窗口之间有0.5s的重叠区域；阈值为60°。

3.根据权利要求1所述的一种基于手机PDR的面状磁场指纹库快速构建方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤2.1待建库区域的尺寸测量；

步骤2.2计算最小二乘平差完成步长估计的结果的修正，根据最小二乘法平差的原理，得到：

，

，

其中，、/>和/>分别为原始步长估计的结果、步长改正数和修正后的步长结果，，m为需要修正的步长数量,/>是/>构成的对角阵，即权阵，是误差值，L为距离的参考值；

根据修正后的步长估计的结果，得到修正后的脚步点的坐标数据为：

，

其中，，/>分别为修正后的k时刻的局部坐标系中的北向坐标，东向坐标。

4.根据权利要求3所述的一种基于手机PDR的面状磁场指纹库快速构建方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤3.1进行准静态三轴加速度计调平，使用三轴加速度计观测向量模值与地球重力之间的差值来确定是否存在外部加速度，即：

，

式中，为三轴加速度计的三维向量输出，norm()为求向量模值运算，g为当地的重力加速度，/>为判断的阈值；如果通过了判断，则此时处在外部加速度较小的准静态状态，利用此外部加速度较小的准静态状态下的三轴加速度计的三轴输出得到水平姿态角的信息，即横滚角/>和俯仰角/>；

步骤3.2 将磁场强度信息在水平面进行投影：

在水平姿态角已知的情况下，结合三轴磁力计的三轴输出分离出磁场的水平量/>和垂直量/>，从而完成磁场的平面和垂直二维信息的构建；

其中，。

5.根据权利要求4所述的一种基于手机PDR的面状磁场指纹库快速构建方法，其特征在于，所述步骤4中，利用磁场强度信息的水平量和垂直量/>分别构建磁场指纹库的步骤相同，包括：

步骤4.1将磁场强度信息与脚步点的坐标数据进行时间关联，结合各个脚步点的时间戳信息，和相应的时间戳信息的磁场强度信息做匹配，即得到脚步点的磁场强度信息；取脚步点前后0.2s内的磁场强度信息的数据做平均，以减小磁场强度信息的误差；

步骤4.2选择分辨率建立磁场指纹库，分辨率即构建磁场指纹库的网格大小；由分辨率确定磁场指纹库中基准网格点的坐标信息后，进行磁场强度信息的内插，采用二次反距离加权法，利用待定网格点周围脚步点的磁场强度信息对待定网格点的磁场强度信息进行估计，权重与脚步点到待定网格点的距离成反比关系，二次反距离插值的公式为：

，

式中，为磁场指纹库基准网格点的坐标，/>为脚步点的坐标，/>为待定基准网格点到脚步点的距离，/>为权重，/>为测量点的磁场值，/>为坐标是（x，y）的基准网格点的磁场强度信息；

步骤4.3根据步骤4.2得到所有磁场指纹库基准网格点的磁场强度信息，完成磁场指纹库的构建。