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基于北斗卫星和射频的混合定位方法及其系统.pdf

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基于 北斗 卫星 射频 混合 定位 方法 及其 系统
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摘要
申请专利号:

CN201610833407.1

申请日:

2016.09.19

公开号:

CN106483542A

公开日:

2017.03.08

当前法律状态:

实审

?#34892;?#24615;:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G01S 19/48申请日:20160919|||公开
IPC分类号: G01S19/48(2010.01)I 主分类号: G01S19/48
申请人: 湖南泰达讯科技有限公司
发明人: 陈良玖; 吴闯
地址: 419500 湖南省怀化市辰溪县火马冲工业园
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 深圳市明日今典知识产权代理事务所(普通合伙) 44343 代理人: 王杰辉
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法律状态
申请(专利)号:

CN201610833407.1

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.04.05|||2017.03.08

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明揭示了一种基于北斗卫星和射频的混合定位方法,包括以下具体步骤:获取北斗卫星信号和射频信号中的位置数据,并分别转化成全局坐标系下的坐标信息;判断北斗卫星信号和射频信号强度大小,?#21271;?#26007;卫星信号的信号强度大于射频信号的信号强度时,采用北斗卫星信号进行定位;或者,当射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度时,采用射频信号进行定位。本发明根据北斗信号和射频的信号强弱,采用其中一种方法进行定位,?#21271;?#26007;卫星信号的信号强度大于射频信号的信号强度时,采用北斗卫星信号进行定位,当射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度时,采用射频信号进行定位,提高定位速度,减少定位误差。

权利要求书

1.一种基于北斗卫星和射频的混合定位方法,其特征在于,包括以下具体步骤:
获取北斗卫星信号和射频信号中的位置数据,并分别转化成全局坐标系下的坐标信
息;
判断北斗卫星信号和射频信号强度大小,?#21271;?#26007;卫星信号的信号强度大于射频信号的
信号强度时,采用北斗卫星信号进行定位;或者,
当射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度时,采用射频信号进行定位。
2.如权利要求1所述的基于北斗卫星和射频的混合定位方法,其特征在于,所述获取北
斗卫星信号和射频信号中的位置数据,并分别转化成全局坐标系下的坐标信息的步骤之
前,包括:
采集指定区域内所有点在全局坐标系下的坐标信息,建立坐标信息和位置信息一一对
应的坐标信息库,并将坐标信息库存储在服务器内。
3.如权利要求1所述的基于北斗卫星和射频的混合定位方法,其特征在于,所述获取北
斗卫星信号和射频信号中的位置数据,并分别转化成全局坐标系下的坐标信息的步骤,包
括:
接收到北斗卫星信号和射频信号中携带的位置数据;
将位置数据编码后形成编码数据并传送到服务器;
对编码数据进行解码,生成北斗卫星信号和射频信号在全局坐标系下的坐标信息。
4.如权利要求1所述的基于北斗卫星和射频的混合定位方法,其特征在于,所述判断北
斗卫星信号和射频信号强度大小步骤,包括:
采用比较权重的方式判断北斗卫星信号和射频信号强度大小,比较权重的方式具体如
下:计算权重矩阵a,P=a*P1+(1-a)*P2,其中P为北斗卫星信号和射频信号的混合信号的强
度矩阵,P1为北斗卫星信号强度矩阵,P2为射频信号强度矩阵,
若a>0.5,则北斗卫星信号的信号强度大于射频信号的信号强度,采用北斗卫星信号进
行定位;
若a<0.5,则射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度,采用射频信号进行定
位。
5.如权利要求1或4所述的基于北斗卫星和射频的混合定位方法,其特征在于,所述判
断北斗卫星信号和射频信号强度大小步骤之后,包括:
将选定信号对应的坐标信息和服务器中的坐标信息库数据进行对比,查?#19994;接?#35813;坐标
信息对应的位置信息,并将选定信号对应的坐标信息,和与该坐标信息对应的位置信息,发
送到终端设备。
6.一种基于北斗卫星和射频的混合定位系统,其特征在于,包括数据转换单元和选择
定位单元;
所述数据转换单元,用于获取北斗卫星信号和射频信号中的位置数据,并分别转化成
全局坐标系下的坐标信息;
所述选择定位单元,用于判断北斗卫星信号和射频信号强度大小,?#21271;?#26007;卫星信号的
信号强度大于射频信号的信号强度时,采用北斗卫星信号进行定位;或者,
当射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度时,采用射频信号进行定位。
7.如权利要求6所述的基于北斗卫星和射频的混合定位系统,其特征在于,还包括有,
服务器,用于采集指定区域内所有点在全局坐标系下的坐标信息,建立坐标信息和位
置信息一一对应的坐标信息库,并存储有所述坐标信息库。
8.如权利要求6所述的基于北斗卫星和射频的混合定位系统,其特征在于,所述数据转
换单元包括有接收信号模块、编码模块以及解码模块
接收信号模块,用于接收到北斗卫星信号和射频信号中携带的位置数据;
编码模块,将位置数据编码后形成编码数据并传送到服务器;
解码模块,对编码数据进行解码,生成北斗卫星信号和射频信号在全局坐标系下的坐
标信息。
9.如权利要求6所述的基于北斗卫星和射频的混合定位系统,其特征在于,所述选择定
位单元,用于采用比较权重的方式判断北斗卫星信号和射频信号强度大小,比较权重的方
式具体如下:计算权重矩阵a,P=a*P1+(1-a)*P2,其中P为北斗卫星信号和射频信号的混合
信号的强度矩阵,P1为北斗卫星信号强度矩阵,P2为射频信号强度矩阵,
若a>0.5,则北斗卫星信号的信号强度大于射频信号的信号强度,采用北斗卫星信号进
行定位;
若a<0.5,则射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度,采用射频信号进行定
位。
10.如权利要求6所述的基于北斗卫星和射频的混合定位系统,其特征在于,还包括有
通知单元,用于将选定信号对应的坐标信息和服务器中的坐标信息库数据进行对比,查找
到与该坐标信息对应的位置信息,并将选定信号对应的坐标信息,和与该坐标信息对应的
位置信息,发送到终端设备。

说明书

基于北斗卫星和射频的混合定位方法及其系统

技术领域

本发明涉及定位的技术领域,尤其是基于北斗卫星和射频的混合定位方法及其系
统。

背景技术

随着科技技术的发展,使用位置的应用越来越多。目前,定位技术主要分为室内定
位与室外定位两种。

室外定位主要有卫星定位和基站定位这两种定位方式,卫星定位方式有北斗、
Glonass、GPS等多种定位方式。其中北斗卫星是我国自主研发的卫星,它的基本原理是测量
出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的
具体位置。但是北斗卫星定位存在定位时间长,定位误差较大的问题。

室内定位方式分为以下两种,一种是基于扩频信号到达时间的计算来完成定位,
另一种是根据信号接收能量的衰减来完成定位,如WIFI、ZigBee、蓝牙和射频技术?#21462;?#20854;中
射频定位技术是利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别和定位的目的,
这种技术作用距离短,但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息。同时由于其非接
触和非视距等优点,可望成为优选的室内定位技术。优点是体积比较小,造价比?#31995;停?#20294;是
作用距离近,不具有通信能力,而?#20063;?#20415;于整合到其他系统中。

因此,有必要设计一种定位方法,实现提高定位速度,减少定位误差。

发明内容

本发明的目的在于提供基于北斗卫星和射频的混合定位方法及其系统,提升定位
速度,减少定位误差。

本发明是这样实现的,一种基于北斗卫星和射频的混合定位方法,包括以下具体
步骤:

获取北斗卫星信号和射频信号中的位置数据,并分别转化成全局坐标系下的坐标
信息;

判断北斗卫星信号和射频信号强度大小,?#21271;?#26007;卫星信号的信号强度大于射频信
号的信号强度时,采用北斗卫星信号进行定位;或者,

当射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度时,采用射频信号进行定
位。

进一步地,所述获取北斗卫星信号和射频信号中的位置数据,并分别转化成全局
坐标系下的坐标信息的步骤之前,包括:

采集指定区域内所有点在全局坐标系下的坐标信息,建立坐标信息和位置信息一
一对应的坐标信息库,并将坐标信息库存储在服务器内。

进一步地,所述获取北斗卫星信号和射频信号中的位置数据,并分别转化成全局
坐标系下的坐标信息的步骤,包括:

接收到北斗卫星信号和射频信号中携带的位置数据;

将位置数据编码后形成编码数据;

对编码数据进行解码,生成北斗卫星信号和射频信号在全局坐标系下的坐标信
息。

进一步地,所述判断北斗卫星信号和射频信号强度大小步骤,包括:

采用比较权重的方式判断北斗卫星信号和射频信号强度大小,比较权重的方式具
体如下:计算权重矩阵a,P=a*P1+(1-a)*P2,其中P为北斗卫星信号和射频信号的混合信号
的强度矩阵,P1为北斗卫星信号强度矩阵,P2为射频信号强度矩阵,

若a>0.5,则北斗卫星信号的信号强度大于射频信号的信号强度,采用北斗卫星信
号进行定位;

若a<0.5,则射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度,采用射频信号进
行定位。

进一步地,所述判断北斗卫星信号和射频信号强度大小步骤之后,包括:

将选定信号对应的坐标信息和服务器中的坐标信息库数据进行对比,查?#19994;接?#35813;
坐标信息对应的位置信息,并将选定信号对应的坐标信息,和与该坐标信息对应的位置信
息,发送到终端设备。

本发明?#22266;?#20986;了,一种基于北斗卫星和射频的混合定位系统,包括数据转换单元
和选择定位单元,

所述数据转换单元,用于获取北斗卫星信号和射频信号中的位置数据,并分别转
化成全局坐标系下的坐标信息;所述选择定位单元,用于判断北斗卫星信号和射频信号强
度大小,?#21271;?#26007;卫星信号的信号强度大于射频信号的信号强度时,采用北斗卫星信号进行
定位;或者,

当射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度时,采用射频信号进行定
位。

进一步地,还包括有,服务器,用于采集指定区域内所有点在全局坐标系下的坐标
信息,建立坐标信息和位置信息一一对应的坐标信息库,并存储有所述坐标信息库。

进一步地,所述数据转换单元包括有接收信号模块、编码模块以及解码模块

接收信号模块,用于接收到北斗卫星信号和射频信号中携带的位置数据;

编码模块,用于将位置数据编码后形成编码数据;

解码模块,用于对编码数据进行解码,生成北斗卫星信号和射频信号在全局坐标
系下的坐标信息。

进一步地,所述选择定位单元,用于采用比较权重的方式判断北斗卫星信号和射
频信号强度大小,比较权重的方式具体如下:计算权重矩阵a,P=a*P1+(1-a)*P2,其中P为
北斗卫星信号和射频信号的混合信号的强度矩阵,P1为北斗卫星信号强度矩阵,P2为射频
信号强度矩阵,

若a>0.5,则北斗卫星信号的信号强度大于射频信号的信号强度,采用北斗卫星信
号进行定位;

若a<0.5,则射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度,采用射频信号进
行定位。

进一步地,还包括有通知单元,用于将选定信号对应的坐标信息和服务器中的坐
标信息库数据进行对比,查?#19994;接?#35813;坐标信息对应的位置信息,并将选定信号对应的坐标
信息,和与该坐标信息对应的位置信息,发送到终端设备。

与现有技术相比,本发明提供的基于北斗卫星和射频的混合定位方法,通过采用
北斗卫星和射频混合进行定位,根据北斗信号和射频的信号强弱,采用其中一种方法进行
定位,?#21271;?#26007;卫星信号的信号强度大于射频信号的信号强度时,采用北斗卫星信号进行定
位,当射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度时,采用射频信号进行定位,提高
定位速度,减少定位误差。

附图说明

图1是本发明一实施例的基于北斗卫星和射频的混合定位方法的流程框图;

图2是本发明一实施例坐标信息转换的具体流程图;

图3是本发明一实施例的基于北斗卫星和射频的混合定位系统的结构框图。

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。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

参照图1~3,提出本发明一实施例,一种基于北斗卫星和射频的混合定位方法,包
括以下具体步骤:

S1、采集指定区域内所有点在全局坐标系下的坐标信息,建立坐标信息和位置信
息一一对应的坐标信息库3,并将坐标信息库3存储在服务器内。

S2、获取北斗卫星信号和射频信号中的位置数据,并分别转化成全局坐标系下的
坐标信息。

S3、判断北斗卫星信号和射频信号强度大小,?#21271;?#26007;卫星信号的信号强度大于射
频信号的信号强度时,采用北斗卫星信号进行定位;或者,

当射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度时,采用射频信号进行定
位。

S4、将选定信号对应的坐标信息和服务器中的坐标信息库3数据进行对比,查?#19994;?br />与该坐标信息对应的位置信息,并将选定信号对应的坐标信息,和与该坐标信息对应的位
置信息,发送到终端设备。

在上述步骤S1中,采集指定区域内所有点在全局坐标系下的坐标信息,建立坐标
信息和位置信息一一对应的坐标信息库3,并将坐标信息库3存储在服务器内。这里的坐标
信息库3可以是建模得到的地图数据库,指定区域内每个点在上述地图使用的全局坐标系
中都有对应的坐标信息,每个坐标信息?#21363;?#34920;着一个位置,其中位置信息包括该位置的文
?#32622;?#31216;、图片信息或其他可用于识别该位置的信息。

在步骤S2中,获取北斗卫星信号和射频信号中的位置数据,并分别转化成全局坐
标系下的坐标信息的步骤,具体包括:

S21、接收到北斗卫星信号和射频信号中携带的位置数据;

S22、将位置数据编码后形成编码数据;

S23、对编码数据进行解码,生成北斗卫星信号和射频信号在全局坐标系下的坐标
信息。

通过对应北斗卫星信号和射频信号的混合信号进行编解码操作,来将混合信号中
携带的位置数据转化成能够和坐标信息库3中对应的坐标信息,便于后面进?#20449;?#23545;?#19994;?#35813;
信号对应的位置信息。

在上述步骤S3中,判断北斗卫星信号和射频信号强度大小步骤,具体方法如下:

采用比较权重的方式判断北斗卫星信号和射频信号强度大小,比较权重的方式具
体如下:计算权重矩阵a,P=a*P1+(1-a)*P2,其中P为北斗卫星信号和射频信号的混合信号
的强度矩阵,P1为北斗卫星信号强度矩阵,P2为射频信号强度矩阵,

若a>0.5,则北斗卫星信号的信号强度大于射频信号的信号强度,采用北斗卫星信
号进行定位;

若a<0.5,则射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度,采用射频信号进
行定位。

通过采用北斗卫星和射频混合进行定位,根据北斗信号和射频的信号强弱,采用
其中一种方法进行定位,?#21271;?#26007;卫星信号的信号强度大于射频信号的信号强度时,采用北
斗卫星信号进行定位,当射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度时,采用射频
信号进行定位,提高定位速度,减少定位误差。

在上述的步骤S4中,判断北斗卫星信号和射频信号强度大小步骤之后,将选定信
号对应的坐标信息和服务器中的坐标信息库3数据进行对比,查?#19994;接?#35813;坐标信息对应的
位置信息,并将选定信号对应的坐标信息,和与该坐标信息对应的位置信息,发送到终端设
备。用户通过终端就可以快速地得到需要的坐标信息和位置信息,效率高而且定位准确。

该基于北斗卫星和射频的混合定位方法可以运用在由于地震、火灾等灾?#35759;?#25439;坏
倒塌楼房的搜救工作,由于浓烟或倒塌的建筑物提升了搜救工作的难度,特别是迷失搜救
目标,通过基于北斗卫星和射频的混合定位方法,可以很快的定位到目标,进行搜?#21462;?br />

如图3所示本实施例?#22266;?#20986;了,一种基于北斗卫星和射频的混合定位系统,包括数
据转换单元1、选择定位单元2、服务器和通知单元4。

数据转换单元1,用于获取北斗卫星信号和射频信号中的位置数据,并分别转化成
全局坐标系下的坐标信息;

选择定位单元2,用于判断北斗卫星信号和射频信号强度大小,?#21271;?#26007;卫星信号的
信号强度大于射频信号的信号强度时,采用北斗卫星信号进行定位;或者,

当射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度时,采用射频信号进行定
位。

其中,服务器,用于采集指定区域内所有点在全局坐标系下的坐标信息,建立坐标
信息和位置信息一一对应的坐标信息库3,并存储有坐标信息库3。这里的坐标信息库3可以
是建模得到的地图数据库,指定区域内每个点在上述地图使用的全局坐标系中都有对应的
坐标信息,每个坐标信息?#21363;?#34920;着一个位置,其中位置信息包括该位置的文?#32622;?#31216;、图片信
息或其他可用于识别该位置的信息。

数据转换单元1包括有接收信号模块101、编码模块102以及解码模块103,

接收信号模块101,用于通过主感应器接收到北斗卫星信号和射频信号中携带的
位置数据;

编码模块102,将位置数据通过主感应器编码后形成编码数据并传送到服务器;

解码模块103,通过服务器对编码数据进行解码,生成北斗卫星信号和射频信号在
全局坐标系下的坐标信息。

通过编码模块102和解码模块103对北斗卫星信号和射频信号的混合信号进行编
解码操作,来将混合信号中携带的位置数据转化成能够和坐标信息库3中对应的坐标信息,
便于后面进?#20449;?#23545;?#19994;?#35813;信号对应的位置信息。其中接收信号模块101和编码模块102都设
置于主感应器中,解码模块103设置在服务器中,主感应器接收到信号后,进行编码,并将编
码数据传输给位于服务器中的解码模块103,解码模块103对编码数据进行解码,最终将混
合信号中携带的位置数据转化成可以应用在全局坐标系下的坐标信息。

选择定位单元2,具体用于采用比较权重的方式判断北斗卫星信号和射频信号强
度大小,比较权重的方式具体如下:计算权重矩阵a,P=a*P1+(1-a)*P2,其中P为北斗卫星
信号和射频信号的混合信号的强度矩阵,P1为北斗卫星信号强度矩阵,P2为射频信号强度
矩阵,

若a>0.5,则北斗卫星信号的信号强度大于射频信号的信号强度,采用北斗卫星信
号进行定位;

若a<0.5,则射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度,采用射频信号进
行定位。

通过采用北斗卫星和射频混合进行定位,根据北斗信号和射频的信号强弱,采用
其中一种方法进行定位,?#21271;?#26007;卫星信号的信号强度大于射频信号的信号强度时,采用北
斗卫星信号进行定位,当射频信号的信号强度大于北斗卫星信号的信号强度时,采用射频
信号进行定位,提高定位速度,减少定位误差。

一种基于北斗卫星和射频的混合定位系统,还包括有通知单元4,用于将选定信号
对应的坐标信息和服务器中的坐标信息库3数据进行对比,查?#19994;接?#35813;坐标信息对应的位
置信息,并将选定信号对应的坐标信息,和与该坐标信息对应的位置信息,发送到终端设
备。

该基于北斗卫星和射频的混合定位系统可以运用在由于地震、火灾等灾?#35759;?#25439;坏
倒塌楼房的搜救工作,由于浓烟或倒塌的建筑物提升了搜救工作的难度,特别是迷失搜救
目标,通过基于北斗卫星和射频的混合定位方法,可以很快的定位到目标,进行搜?#21462;?br />

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。

关于本文
本文标题:基于北斗卫星和射频的混合定位方法及其系统.pdf
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