蓝牙室内外定位技术-钛斗™星地融合定位系统

Posted 2021-09-07 寻息科技

位置信息是物联网应用系统实现服务的基础

物联网是通过传感设备按照约定的协议，把各种网络连接起来，进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。位置信息在物联网的发展和应用中占据重要位置。位置信息涵盖了空间、时间、对象三要素。利用这些信息，物联网给用户提供所在地附近的更具时效性的智能化服务。例如：基于位置信息，医院的物联网才能帮助患者在医院少走“冤枉路”，实现智能导诊陪诊；基于位置信息，精细化工的物联网才能帮助企业开展智能巡检、重大危险源监测，实现安全生产；基于位置信息，公检法司行业的物联网就能通过位置监测安全距离，保障执法安全……

因此，位置信息是各种物联网应用系统实现服务功能的基础。

科技推动定位技术百花齐放

定位技术就是确定位置，从应用场景上，定位可分为室外定位、室内定位以及室内外融合定位。室外定位主要依赖全球导航卫星系统（GNSS）实现，通过接收卫星提供的经纬度坐标信号进行定位。目前，全球导航卫星系统主要有：中国北斗卫星导航系统、美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯系统(GLONASS)、欧洲伽利略(GALILEO)系统。随着GNSS发展，其应用范围逐渐扩大，几乎涉及国民经济的所有领域。但是GNSS信号无法穿透建筑物，难以实现室内环境定位，此外，单独依赖GNSS本身的定位性能并不能满足厘米级高精度定位需求。室内定位是指在室内环境中实现位置定位，采用无线通讯、惯导定位、动作捕捉等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，实现人员、物体等在室内空间的位置感知。常见的室内定位技术有：蓝牙、UWB、Wi-Fi、红外线、RFID、ZigBee、通讯网络蜂窝定位技术、超声波等。主要适用在工业控制系统、医疗数据收集、楼宇自动化等场合。在现有技术条件下，室内定位技术的精度和成本无法兼顾：在大面积范围进行定位时，想要达到一定的精度要求，需要部署大量设备，系统成本急剧上升。随着物联网在国民经济中的应用不断深化，各领域对室内外高精度无缝导航定位需要迫切，急需构建基于多系统融合的精确、泛在、智能化导航和位置服务系统。

国家构建羲和系统，经过多年实践，我国的连续运行基准站系统（CORS）技术及广域实时精密定位系统技术取得重大突破，在基于移动网络的广域室内定位关键技术方面也取得了重大进展，具有自主知识产权，总体技术达到国际领先水平。

羲和系统实现广域室内外高精度定位

羲和系统是基于协同实时精密定位技术（Cooperative Real-timePrecise positioning，CRP）构建的广域室内外高精度定位导航系统。该系统以北斗/GNSS、移动通信、互联网和卫星通信系统为基础，融合广域实时精密定位和室内定位等技术，实现室内外协同实时精密定位。

CRP技术是在广域实时精密定位和室内定位技术研究的基础上，通过融合卫星导航、移动通信、广域实时精密定位和室内定位等技术，充分利用各种可用于导航定位的空间信号，通过对CORS站，移动通信基站，无线互联网等数据进行综合处理与建模，形成室内外导航电文，实现多技术协同的个人移动终端城市区域室内外的无缝高精度导航定位。

CRP技术大幅提高室外卫星导航系统定位精度，解决卫星导航星座信号到达个人移动终端“最后一公里”的问题，带动北斗进入公众导航与位置服务领域。羲和系统在国家安全，在交通、国土、海洋、农渔业、公共安全、减灾救灾等邻域发挥着基础性支撑作用，促进我国传统生产经营模式的升级改造，提高生产力水平，创新应用服务与商业模式，向信息化，服务型结构转变，带动产业链全面发展，形成导航与位置服务战略性新兴产业，实现跨越式发展。

羲和计划鼓励企业参与羲和系统基础设施建设；参与自主核心系统的研发，研制协同实时精密定位终端芯片与终端；融合全息位置服务和内容服务信息，开展基于羲和系统的公众和行业导航与位置服务，拓宽导航与位置服务应用领域。

基于羲和系统，钛斗™星地融合定位系统诞生

钛斗™星地融合定位技术利用差分基站、移动数据通信网络等资源，突破广域室内外协同实时精密定位系统中的关键技术，构建协同实时精密定位系统，实现用户室内外米级定位能力。

钛斗™星地融合定位技术源自羲和计划，室外利用北斗等多模GNSS基准站网构建实时精密定位；室内利用蓝牙/UWB等多种定位基础设施实施精密定位，实现室内外协同实时精密定位。

0延时，室内外无缝切换

选用多传感器信息交融技术，通过对多定位信号的融合处理真正完成室内外定位导航的无缝结合。室内外定位模式切换的流畅度提升81.5%。

突破行业镂空结构定位弱难题

系统采用多传感的测高算法及边缘云协同的冗余有效性检验模型算法，突破镂空结构定位弱难题，楼层判断准确度提升了87.4%，在镂空建筑楼层判断更加准确。

基于边缘云协同的冗余有效性检验模型算法、基于可信度的多源融合室内外无缝切换定位模型、基于多元条件概率的自适应抗摄动去噪方法、基于多传感信息相干差分的人员运动状态认知与室内地图匹配技术等先进技术，钛斗™星地融合定位技术完成室内外定位导航一体化模组规划和体系规划，从底层模组到上层使用两个层面真正完成室内外定位导航的无缝结合，解决了复杂环境定位精度不准、室内外切换卡顿等难题，有效保障室内外定位的精度、稳定性、流畅性。