基于指纹空间梯度的无线定位理论与关键技术研究

Recently, theories and techniques for wireless localization have gained lots of attention from researchers with the increment of markets for wireless localization in industrial areas and others. However, some key issues, like low localization precision, high localization cost and less of theories about wireless localization, slow down the speed of development. In this work, we firstly propose wireless localization theories for wireless k-coverage networks. Following which, we conduct researching on Fingerprint Spatial Gradient related theories and techniques based on multidimensional effect functions, and on multi-level fingerprint matching techniques based on regional weighted methods. Next, in order to satisfy the localization requirements in industrial areas, we build wireless localization platforms and verify all theories and techniques proposed in this work with the objective to achieve higher localization precision and lower localization cost. In addition, we will build a large scale wireless localization system based on heterogeneous wireless networks for QingHai Salt Lake Industry Co., Ltd., which covers nearly one hundred square kilometers and involves in thousands of localizable individuals (e.g., workers, equipment and materials). All in all, we provide new research techniques for the traditional wireless localization theory study and a new research dimension for wireless location fingerprints, which has significant theoretical significance and application value.

本项目针对无线定位的巨大市场需求和目前相关无线定位技术误差大、成本高和可定位性理论缺失等发展瓶颈，综合考虑无线定位技术涵盖的重要环节和核心技术，基于传统的无线定位理论，分别开展基于网络K覆盖的无线网络可定位性理论、基于多维效应函数的指纹空间梯度技术和基于区域加权的多层次指纹空间梯度匹配技术等多方面的研究。通过建立面向工业等行业定位需求的无线网络定位验证平台及与青海盐湖工业股份合作的生产车间规模化无线定位示范应用(覆盖范围几十公里以上，涉及人员、设备等定位终端上千个)，对本项目提出的理论和核心技术进行全方位的验证，不断提高定位精度，降低定位成本，促进无线定位相关技术的发展、落地和规模化应用。本项目将为传统的可定位性理论研究提供新的研究途径和方法，为无线定位的位置指纹建立提供新的研究维度，为无线定位的规模化应用提供理论基础和技术支撑，具有显著的理论意义和应用价值。

本项目针对无线定位的巨大市场需求和目前相关无线定位技术误差大、成本高和可定位性理论缺失等发展瓶颈，综合考虑无线定位技术涵盖的重要环节和核心技术，基于传统的无线定位理论，分别开展基于网络K覆盖的无线网络可定位性理论、基于多维效应函数的指纹空间梯度技术和基于区域加权的多层次指纹空间梯度匹配技术等多方面的研究。通过建立面向工业等行业定位需求的无线网络定位验证平台及与浙江航民股份合作的生产车间规模化无线定位示范应用(涉及人员、设备等定位终端上千个)，对本项目提出的理论和核心技术进行全方位的验证，不断提高定位精度，降低定位成本，促进无线定位相关技术的发展、落地和规模化应用。本项目将为传统的可定位性理论研究提供新的研究途径和方法，为无线定位的位置指纹建立提供新的研究维度，为无线定位的规模化应用提供理论基础和技术支撑，具有显著的理论意义和应用价值。. 本课题研究成果发表论文共22篇（SCI检索9篇）,申请国内发明专利8项，授权发明专利2项，实用新型专利授权7项，软件著作权6项。2019年，课题组起草的《安全的无线网状网（Mesh）自组织网络协议技术要求》已经正式成为中国人民共和国通信行业标准，2019年10月1日开始实施。此外，作为贯穿本课题研究过程的基础，课题组设计、研发并实现了多款可支持实时位置计算的边缘计算终端和基于双频通信的半有源RFID阅读器和标签，成功应用于工业室内定位和资产盘点等应用场景。