城市与室内环境高精度混合定位关键技术及系统研究

It’s difficult to use CNSS and other satellite positioning systems to locate indoor and in urban environments. In order to solve this problem, DTMB and FM signals are introduced into the project. The research combines DTMB with CNSS or FM signals to form a high accuracy combined location system applicable to the urban and indoor environments. Research emphases: the pseudo range measurement and pseudo error correction algorithm for DTMB, the DTMB and CNSS combined high accuracy positioning algorithm in urban environments, the distribution characteristics of DTMB and FM signals in indoor areas, and the DTMB and FM combined high accuracy positioning algorithm in indoor areas. All of these researches will be verified through computer simulations. And then, a USRP experimental platform based on FPGA will be constructed to implement the novel hybrid positioning system with high location accuracy. The assessment results of the system’s performance indexes, such as location accuracy, time consuming and et cetera, will be provided through the actual tests. This research can improve the positioning accuracy in urban areas where the observable satellites are not enough to get the right location, realize a high precision positioning in indoor areas where the channel environments are complex, and lay a foundation for the applying of indoor and outdoor seamless positioning technology. Furthermore, the algorithms of the research can also provide effective references for other positioning methods.

针对北斗卫星导航系统（CNSS）等卫星定位系统在高楼林立的城市和室内难以定位的问题，本项目提出将我国正在大力发展的地面数字电视广播（DTMB）信号与CNSS或调频广播（FM）信号相结合，研究一种适用于城市及室内环境的高精度混合定位系统。重点研究：DTMB信号伪距测量方法及伪距偏差消除的算法；城市楼宇地区DTMB信号与CNSS结合定位的算法；室内地区DTMB与FM信号强度的分布特性；室内地区DTMB与FM信号联合高精度定位的算法。在仿真验证的基础上，使用软件无线电技术构建以FPGA芯片为核心的USRP实验平台，实现CNSS、DTMB和FM高精度混合定位；通过实测给出系统定位精度等性能指标。项目研究成果可用于：提高可接收CNSS卫星数目不足的城市楼宇地区定位精度；实现多径信道复杂的室内环境下高精度定位；为室内外无缝定位技术产品化奠定基础。此外本项目研究的各种算法也能为其它定位技术提供有效参考。

针对北斗卫星导航系统（CNSS）等卫星定位系统在高楼林立的城市和室内难以定位的问题，本项目提出将我国正在大力发展的地面数字电视广播（DTMB）信号与CNSS或调频广播（FM）信号相结合，研究一种适用于城市及室内环境的高精度混合定位系统。重点研究了：DTMB信号伪距测量方法及伪距偏差消除的算法；城市楼宇地区DTMB信号与CNSS结合定位的算法；室内地区DTMB与FM信号强度的分布特性；室内地区DTMB与FM信号联合高精度定位的算法。通过实测给出室内及室外环境下系统的定位精度等性能指标。并在仿真验证的基础上，使用软件无线电技术构建了以FPGA芯片为核心的USRP实验平台，实现CNSS、DTMB和FM高精度混合定位。最终得到室外环境下1米，室内环境下1.2米的混合定位精度。该研究成果可用于提高可接收CNSS卫星数目不足的城市楼宇地区定位精度，实现多径信道复杂的室内环境下高精度定位等。在今后的应用中，可将室内定位方法与卫星定位相结合，实现广域环境下的高精度定位。亦可将研究成果用于大型停车场、大型超市等场所的高精度定位，以方便人们的日常生活。也可以与惯性导航等技术结合实现动态变化待测目标的实时定位跟踪，用于军事或民用领域。同时可以考虑采用各种可以利用的信号，包括其它全球卫星导航定位系统的各个信号频段、超宽带、蓝牙和WLAN信号等组成更广泛的混合定位系统，提供多模式多频率定位的可能性，全面提高混合定位系统的鲁棒性。