北斗GPS双模伪卫星校正PDR室内混合定位方法

一种北斗/GPS双模伪卫星校正PDR的室内混合定位方法甘兴利博士2016年9月24日·南京中国电子科技集团公司第五十四研究所卫星导航系统与装备技术国家重点实验室目录二、北斗/GPS伪卫星室内亚米级定位三、行人航迹推算定位的基本原理一、引言四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法五、结论室内定位技术可以将真实世界中的人和物，与虚拟空间的丰富数据信息结合，令线下的人和物也能像线上信息一样被搜索、定位、联接，从而打破真实世界与虚拟世界的边界，实现万物互联。数字消费、智能制造、物联网时代，室内定位成为刚需。一、引言室内外无缝导航定位的大众需求位置服务紧急服务公共安全全国2万余所县级以上医院，床位437万，月均就诊人数超过4亿全国10万余幢高层建筑(10层以上)，每年火灾愈10万起3000余个展馆、博物馆我国地铁客运量愈50亿人次，北京突破18亿人次我国数千个大型购物广场。最大达121.5万平米，日消费者超20万人5万平米以上的大型仓库数量不断增加，我国最大单体仓库面积近50万平米全国一千余个火车站，单日客流量可超700万人，北京西站高峰达40-60万/天我国160余个民用机场，年客流量约3.2亿人次全国上万家煤矿，560万矿工大型室内停车场车位已达数千个无缝导航智能仓储资产监控自助寻车……政府、企业和个人都存在位置服务的需求。一、引言室内外无缝导航定位的大众需求一、引言卫星导航在室内应用的局限性GNSS卫星定位需要卫星可视，在城市峡谷和室内区域存在信号遮挡，故仅依赖卫星定位无缝满足室内外无缝定位需求。混合定位GNSS伪卫星网络室内GIS与服务应用商场机场冬奥会场馆室内外一体定位芯片+接收机+APP软件（专用终端）（智能手机）移动通信网络WiFi网络蓝牙网络CORS网络局域差分网络卫星导航系统救援、监控和位置服务（端定位）卫星导航引入室内，广域+局域网络框架兼容定位信号位置智慧服务终端与云端建立智能交互链路位置测量感知信息云+端定位模式（云定位）空间特征更新VGI方式更新人工智能数据挖掘辅助与策略一、引言室内混合定位解决方案目录二、北斗/GPS伪卫星室内亚米级定位三、行人航迹推算定位的基本原理一、引言四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法五、结论二、北斗/GPS伪卫星室内亚米级定位北斗/GPS伪卫星室内定位原理北斗/GPS伪卫星室内定位测量方程北斗/GPS伪卫星室内部署位置实验室环境五角星位置点的定位误差，由图可得当定位结果收敛后，X轴方向的定位误差基本控制在0.5米以内，Y轴方向的定位误差则在1米以内。目录二、北斗/GPS伪卫星室内亚米级定位三、行人航迹推算定位的基本原理一、引言四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法五、结论三、行人航迹推算定位的基本原理定位PDR在智能手机上的实现方法CE-PNT开发的具备PDR能力的室内定位与位置服务软件目录二、北斗/GPS伪卫星室内亚米级定位三、行人航迹推算定位的基本原理一、引言四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法五、结论四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法伪卫星校正PDR混合定位方法伪卫星校正PDR混合定位实验环境智能手机通过伪卫星定位获取精确的室内位置，将其作为初值给PDR模块；PDR模块利用智能手机的加速度计、MEMS陀螺仪、地磁传感器等数据进行行人航迹推算，得到连续的位置坐标；智能手机根据PDR位置预估计下一组伪卫星的位置，以便辅助手机的卫星导航芯片快速捕获伪卫星信号和定位；将智能手机的PDR定位与伪卫星定位结果比较，如果超差，则用伪卫星位置校正PDR的位置；迭代执行步骤1至步骤4，则可实现连续、稳定和高精度的室内定位。四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法室内方形轨迹循环测试

测试PDR-Only和伪卫星校正PDR的室内定位精度。其中图中黑色方形轨迹是真实的行走路径，蓝色为单独使用PDR的室内定位结果，红色为伪卫星校正PDR的定位结果，两次测试，单独PDR定位的平均误差为5.5米和10米，而伪卫星校正PDR的定位误差为2米和2.3米，可以看出伪卫星校正PDR能够在长时间和长距离的条件下实现室内高精度定位。室内方形轨迹循环测试的室内定位结果四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法室内直线轨迹测试a）PDR直线轨迹定位b）伪卫星校正PDRC）PDR与伪卫星校正PDR的室内定位精度比较PDR与伪卫星校正PDR的室内定位精度比较（80米距离，带有两个拐点），a）是单独使用PDR的直线轨迹定位结果，可以看出，在到达终点时误差达到3米；b）是伪卫星校正PDR的直线定位结果，可发现手机到达终点时定位误差为1.2米；c）是在路线上选取9个测试点，用于评估两种方法的稳定性，可以看出单独PDR算法随着时间和距离不断增大误差，而通过伪卫星校正PDR后可以实现高精度、连续和稳定的室内定位。目录二、北斗/GPS伪卫星室内亚米级定位三、行人航迹推算定位的基本原理一、引言四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法五、结论本文首先对北斗/GPS双模伪卫星的亚米级定位原理、行人航迹推算PDR定位原理和北斗/GPS伪卫星与PDR的混合定位原理进行了详细介绍，通过在卫星导航系统与装备技术国家实验室的混合智能定位实验中心对方形和直线型两种测试场景的实测。实验结果表明，利用北斗/GPS伪卫星信息校正后的PDR定位精度可以提高到两米左右，PDR的室内定位效果得到有效改善。

该方法的提出对于未来室