“星地一體”-室內(nèi)外一體化高精度定位

室內(nèi)外高精度定位技術(shù)是指綜合使用衛(wèi)星導(dǎo)航、地面通信、空間顯示等技術(shù)手段，正確提供客觀世界時空位置與關(guān)聯(lián)信息的現(xiàn)代新興信息化技術(shù)。

傳統(tǒng)室內(nèi)外高精度定位技術(shù)存在定位精度與覆蓋范圍的突出矛盾，室內(nèi)外無縫高精度三維定位面臨嚴峻挑戰(zhàn)

（一）衛(wèi)星室內(nèi)定位“最后一公里”瓶頸

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS、北斗、伽利略、GLONASS）因建筑遮擋在室內(nèi)及建筑周邊無信號，故無定位能力。衛(wèi)星信號因穿透損耗，多徑干擾等，室內(nèi)GPS信號強度遠低于GPS ICD最小-160dBw的要求，因此室內(nèi)無定位信號覆蓋，即存在室內(nèi)最后一公里不能定位的問題，不能實現(xiàn)室內(nèi)外高精度位置服務(wù)。

（二）近距離通信定位技術(shù)的局限性

近距離通信定位技術(shù)包括無線局域網(wǎng)、射頻標簽、紫蜂、藍牙、超寬帶無線電、地磁場強、紅外定位、光跟蹤定位、計算機視覺定位、超聲波定位等，局域視線定位系統(tǒng)單設(shè)備覆蓋能力受限，室內(nèi)外高精度位置服務(wù)需高密度布設(shè)，位置服務(wù)運維難。

融合BD/GNSS、UWB、Wi-Fi、藍牙、慣性、視覺等多種手段，創(chuàng)建多元緊耦合定位模型，實現(xiàn)空天地一體化多源融合大型建筑群內(nèi)外對人與物體的“亞米級”無縫定位。

室內(nèi)外一體的高精度定位技術(shù)，簡單來說就是在終端上，將支持室外場景的技術(shù)手段和支持室內(nèi)場景的技術(shù)手段進行結(jié)合應(yīng)用。

室外場景中，我們使用GPS+BDS +千尋位置提供的FindCM服務(wù)（雙頻RTK），就能獲得比較穩(wěn)定的厘米級定位數(shù)據(jù)。

室內(nèi)場景下的定位技術(shù)主要有兩種，一種是基于藍牙低能耗網(wǎng)關(guān)對定位終端進行存在性檢測；另外一種是基于UWB（超寬帶）技術(shù)，做到厘米級的室內(nèi)高精度定位。

基于這套方案，在室外，終端可以實現(xiàn)0.1米至0.5米的定位精度；在室內(nèi)，終端可以實現(xiàn)0.3米的定位精度。

技能特點

 軟件級別交融：混合定位軟件將多種定位測量值進行數(shù)據(jù)交融，完成終端的方位解算，并主動識別接收到的定位信號是GNSS衛(wèi)星信號還是UWB信號，由信號觸發(fā)器觸發(fā)相應(yīng)的上層定位導(dǎo)航軟件。

模塊級別交融：將衛(wèi)星定位導(dǎo)航模塊、UWB定位模塊、慣導(dǎo)傳感器集成在同一個模塊上，由接口軟件進行信號識別和上層定位軟件的切換。

總體規(guī)劃：選用多傳感器信息交融技能，通過對多定位信號來歷的交融處理，完成室內(nèi)定位導(dǎo)航一體化模組規(guī)劃和體系規(guī)劃。選用TDOA定位算法、MEMS慣導(dǎo)、Kalman濾波、地圖匹配、途徑優(yōu)化等算法，

在UWB TDOA定位算法基礎(chǔ)上，利用三角測量法和基站布置GDOP值進行定位解算和布置優(yōu)化，最后選用概論決議計劃模型對估計值進行挑選濾除。選用分布式卡爾曼濾波（DKF）對GNSS模塊、UWB模塊、慣導(dǎo)傳感器MEMS收集到的多類型定位信號進行交融處理，并選用人工智能決議計劃模型對交融處理結(jié)果進行判斷，完成高精度混合定位。

目前，GNSS+UWB室內(nèi)外一體高精度定位技術(shù)在倉儲物流、智慧養(yǎng)老、特種醫(yī)院、智慧工廠、社區(qū)矯正、商場管理等場景中也有廣泛的應(yīng)用需求。