當(dāng)前GPS(Global Positioning System)定位技術(shù)成為戶外位置信息獲取的代表性方法,在世界范圍內(nèi)得到普遍的推行與使用。可是在人們?nèi)粘Ｉ畹氖覂?nèi)空間下,一方面衛(wèi)星信號(hào)遭受建筑滋擾,難以被有效利用,另一方面盡管存在著多種不同的室內(nèi)定位策略,但是不同的技術(shù)方案在定位精度、電能損耗、使用情景上各不相同,目前尚未形成一種統(tǒng)一的普適方案。人們對(duì)于室內(nèi)位置服務(wù)的需求日益迫切,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種室內(nèi)位置服務(wù)系統(tǒng)有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。搭載iOS系統(tǒng)的智能設(shè)備的廣泛普及為室內(nèi)位置服務(wù)系統(tǒng)提供了良好的條件。本文在借鑒多種室內(nèi)位置坐標(biāo)計(jì)算方案基礎(chǔ)之上,完成利用iOS技術(shù)的位置服務(wù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。依照軟件工程思路,在需求分析階段達(dá)成系統(tǒng)整體功能性和非功能性需求,明確系統(tǒng)定位、導(dǎo)航與搜索三大核心功能;概要設(shè)計(jì)階段確定應(yīng)用用戶定位、用戶導(dǎo)航、用戶搜索以及用戶個(gè)人信息管理四種模塊劃分,并完成數(shù)據(jù)庫(kù)與系統(tǒng)接口設(shè)計(jì);詳細(xì)設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與功能編碼;測(cè)試階段針對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行單元與集成測(cè)試,對(duì)應(yīng)用存在的異常退出、功能錯(cuò)誤等問(wèn)題進(jìn)行修復(fù),并在內(nèi)存使用率、網(wǎng)絡(luò)流量消耗、CPU使用率及功耗上進(jìn)行優(yōu)化。本文所實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)為用戶提供定位、導(dǎo)航與搜索等功能,在部分室內(nèi)場(chǎng)景下具有良好的定位性能,在單臺(tái)4核心CPU服務(wù)器上能夠同時(shí)支持80人使用定位導(dǎo)航服務(wù),平均定位誤差為1.5米,能夠有效滿足用戶在室內(nèi)空間下的位置需求。系統(tǒng)與室外百度地圖SDK集成實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)外定位的無(wú)縫銜接,有效拓展應(yīng)用使用范圍,經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的完善與發(fā)展將能夠進(jìn)行產(chǎn)品化推廣。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP311.52;TP316
【部分圖文】：

２．２主流室內(nèi)定位算法逡逑２．２．１邋Ｃｅｌｌ－ＩＤ邋定位法逡逑Ｃｅｌｌ－ＩＤ法又稱為鄰近信息法。如圖２－１所示，紅色區(qū)域代表具有信號(hào)發(fā)射逡逑能力的信標(biāo)所在位置，綠色區(qū)域代表設(shè)備發(fā)射信號(hào)所能夠覆蓋的有效范圍，當(dāng)行逡逑人行走進(jìn)入信號(hào)有效覆蓋的領(lǐng)域的時(shí)候，可以依據(jù)信標(biāo)所在物理坐標(biāo)確定行人的逡逑此刻的位置，這種方式即稱之為Ｃｅｌｌ－ＩＤ定位法。比如在室內(nèi)位置服務(wù)系統(tǒng)中，逡逑對(duì)于需要定位的拐角區(qū)域，由于拐角處基于指紋匹配的定位算法性能不佳，定位逡逑通常會(huì)有一定的延遲，此時(shí)可以通過(guò)在拐角處放置一個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)，通過(guò)將信標(biāo)功逡逑率調(diào)低使其只覆蓋一小部分區(qū)域，這樣當(dāng)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)入藍(lán)牙信號(hào)覆蓋范圍的時(shí)候，逡逑便可以確定移動(dòng)終端位置。在單基站定位方法中也是利用此類位置估算方式，這逡逑種技術(shù)方式完成較為容易

逑２．２．２質(zhì)心定位法逡逑質(zhì)心就是指多邊形的幾何中心，質(zhì)心定位法如圖２－２所示，Ａｌ、Ａ２、Ａ３為逡逑三個(gè)信標(biāo)參考點(diǎn)，參考點(diǎn)空間坐標(biāo)己知，假設(shè)Ａｌ、Ａ２、Ａ３平面所對(duì)應(yīng)位置坐標(biāo)逡逑分別為（Ｘｌ’Ｙｌ）、（Ｘ２’ｙ２），邋（Ｘ３’ｙ３），Ｓ為需要估算其位置的目標(biāo)個(gè)體，坐標(biāo)為逡逑（Ｓ〃Ｓ＾，那么利用質(zhì)心定位法計(jì)算Ｓ的定位坐標(biāo)如公式（２－１）所示：逡逑＇邋（Ｘｌ邋＋邋ｘ２＋ｘ３）逡逑＾３＾逡逑ｉ邐（？＿１邋）逡逑ｆ邋Ａｙ＾＋ｙｉ＋Ｙｉ）邐￣逡逑３逡逑公式２－１默認(rèn)各個(gè)信標(biāo)參考點(diǎn)權(quán)重為１，實(shí)際應(yīng)用中，待定位目標(biāo)Ｓ與參考逡逑點(diǎn)Ａｌ、Ａ２、Ａ３距離并非等距，此時(shí)可以使用加權(quán)質(zhì)心定位算法。假設(shè)Ｓ收到逡逑的來(lái)自Ａｌ、Ａ２、Ａ３的信號(hào)強(qiáng)度分別為Ａ、Ｇ，假如以信號(hào)強(qiáng)度大小作為各逡逑對(duì)應(yīng)參考點(diǎn)權(quán)重，那么應(yīng)用加權(quán)方式估算Ｓ的坐標(biāo)如公式（２－２）所示：逡逑（ｒ

過(guò)ＴＯＡ邋（ＴｉｍｅＯｆＡｒｒｉｖａｌ）或者空間信號(hào)傳播模型計(jì)算得到。該方式示意圖如圖逡逑２－３所示，分別以Ｓｌ、Ｓ２、Ｓ３為圓心的三個(gè)圓的交點(diǎn)即為目標(biāo)個(gè)體所在位置。逡逑圖２－３所示是理想狀態(tài)下的定位效果，然而在真實(shí)實(shí)踐中，三個(gè)區(qū)域往往不是交逡逑匯于一個(gè)點(diǎn)，而是相交形成一個(gè)區(qū)域，有時(shí)三個(gè)圓也會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有交點(diǎn)的現(xiàn)象產(chǎn)生。逡逑１——＾邐＾￣￣逡逑／邋Ａ邋＼逡逑ｉ邐／邐＼逡逑Ｓ１”邋，，Ｓ２邐．丨逡逑Ｖｗ逡逑ｕ邋）逡逑ｖ邋一NB逡逑圖２－３三邊定位法示意圖逡逑假如ｓｉ、Ｓ２、Ｓ３三個(gè)圓心所在位置分別為（Ｘｉ’ｙｉ）、＾’ｙｐ、（？’０，三逡逑個(gè)圓所對(duì)應(yīng)的半徑長(zhǎng)度分別為ｇ，待定位個(gè)體所在位置為（ｘ？’ｙ？｝，根據(jù)逡逑圓形所滿足的數(shù)學(xué)方程式可以得到公式（２－３），通過(guò)方程組求解，即可確定待定逡逑位目標(biāo)位置。逡逑（ｘ０—ｘｆ＋Ｇｏ－ｙｆ逡逑＜邋（ｘ０－ｘ２）＂邋＋（ｙ0—ｙ２）￣邋＝邋ｔ＇２＂邐（２－３）逡逑＿（ｘ0－ｘ３）－＋（ｙ0－ｙ３）－邋＝邋ｒ，逡逑三角定位法通過(guò)計(jì)算待定位物體到兩個(gè)或兩個(gè)以上的參考點(diǎn)方位信息，然后逡逑運(yùn)用三角幾何原理確定待定位物體的位置坐標(biāo)。三角定位法示意圖如圖２－４所示

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1 汶博;齊曉飛;吳長(zhǎng)枝;金群峰;;智能位置服務(wù)工作機(jī)理及發(fā)展趨勢(shì)研究[J];測(cè)繪與空間地理信息;2019年04期

2 胡Q馫

本文編號(hào)：2831733