北斗GPS双模伪卫星校正PDR的室内混合定位方法

高精度的室内定位。
四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法
室内方形轨迹循环测试
测试PDR-Only和伪卫星校正PDR 的室内定位精度。其中图中黑色方形 轨迹是真实的行走路径，蓝色为单独 使用PDR的室内定位结果，红色为伪 卫星校正PDR的定位结果，两次测试， 单独PDR定位的平均误差为5.5米和 10米，而伪卫星校正PDR的定位误 差为2米和2.3米，可以看出伪卫星校 正PDR能够在长时间和长距离的条件 下实现室内高精度定位。
本文首先对北斗/GPS双模伪卫星的亚米级定位原理、行人航迹推算PDR定 位原理和北斗/GPS伪卫星与PDR的混合定位原理进行了详细介绍，通过在卫星 导航系统与装备技术国家实验室的混合智能定位实验中心对方形和直线型两种 测试场景的实测。实验结果表明，利用北斗/GPS伪卫星信息校正后的PDR定位 精度可以提高到两米左右，PDR的室内定位效果得到有效改善。
1.5
PDR算法随着时间和距离不断增大误差， 而通过伪卫星校正PDR后可以实现高精 度、连续和稳定的室内定位。
1
0.5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
测试点
C）PDR与伪卫星校正PDR的室内定位精度比较
目录
一、引言 二、北斗/GPS伪卫星室内亚米级定位 三、行人航迹推算定位的基本原理 四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法 五、结论
-1.5
X (m) Y (m)
200
400
600
800 1000 1200 1400 1600 1800 时 间 (s)
目录
一、引言 二、北斗/GPS伪卫星室内亚米级定位 三、行人航迹推算定位的基本原理 四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法 五、结论
三、行人航迹推算定位的基本原理定位
智能手机 加速 度计
全国2万余所县级以上医院， 床 位 437 万 ， 月 均 就 诊 人 数 超过4亿
我国数千个大型购物广场。 最大达121.5万平米 ，日消 费者超20万人
3000余个展馆、博物馆
公共安全 紧急服务 智能仓储 资产监控 位置服务
全国一千余个火车站，单日 客 流 量 可 超 700 万 人 ， 北 京 西站高峰达40-60万/天
中国电子科技集团公司第五十四研究所 卫星导航系统与装备技术国家重点实验室
一种北斗/GPS双模伪卫星校正 PDR的室内混合定位方法
甘兴利 博士 2016年9月24日·南京
目录
一、引言 二、北斗/GPS伪卫星室内亚米级定位 三、行人航迹推算定位的基本原理 四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法 五、结论
)
N
M rb
1
实验室环境五角星位置点的定位误差，由图可得当定位结果收敛后，X轴方向的 定位误差基本控制在0.5米以内，Y轴方向的定位误差则在1米以内。
△
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
★
K
L 参考接 M 收机
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
北斗/GPS伪卫星室内部署位置
定 位 误 差 (m)
1.5 1
0.5 0
-0.5 -1
80
60
平均误差:
PDR:5.5230m
40
伪 卫 星 +PDR:2.0309m
20
0
-20
-50
0
50
100
150
200
250
X/m
室内方形轨迹循环测试的室内定位结果
四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法
室内直线轨迹测试
PDR与伪卫星校正PDR的室内定位精
度比较（80米距离，带有两个拐点），a）
是单独使用PDR的直线轨迹定位结果，
可以看出，在到达终点时误差达到3米；
b）是伪卫星校正PDR的直线定位结果， a）PDR直线轨迹定位 b）伪卫星校正PDR
3
可发现手机到达终点时定位误差为1.2米； 2.5
PDR定 位 误 差 伪 卫 星 校 正 PDR定 位 误 差
c）是在路线上选取9个测试点，用于评
2
直 线 距 离 误 差 /m
估两种方法的稳定性，可以看出单独
一、引言
室内外无缝导航定位的大众需求
➢ 室内定位技术可以将真实世界中的人和 物，与虚拟空间的丰富数据信息结合， 令线下的人和物也能像线上信息一样被 搜索、定位、联接，从而打破真实世界 与虚拟世界的边界，实现万物互联。
➢ 数字消费、智能制造、物联网时代，室 内定位成为刚需。
一、引言
室内外无缝导航定位的大众需求
该方法的提出对于未来室内定位技术的应用具有一定的参考意义。在后续的 工作中，将进一步考虑将地理空间约束、多传感器融合、人工智能等多种技术 组合，通过将多源信息进行匹配融合进一步提高低成本的PDR定位技术在室内 环境的定位精度，从而实现智能手机在未来室内环境下的高精度完好组合定位。
谢谢！
感谢下 载
……
大型室内停车场车位已达数 千个
政府、企业和个人都存在位置服务的需求。
一、引言
卫星导航在室内应用的局限性
GNSS卫星定位需要卫星可视，在城市峡谷和室内区域存在信号遮挡，故 仅依赖卫星定位无缝满足室内外无缝定位需求。
二、北斗/GPS伪卫星室内亚米级定位
PL-j
PL-k
北斗/GPS伪卫星室内定位测量方程
Y/ m Y/ m
120 100
真实轨迹 PDR定 位 结 果 伪 卫 星 校 正 PDR定 位 结 果
80
60
平均误差:
PDR:9.4824m
40
伪 卫 星 +PDR:2.3828m
20
0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
-20
-50
0
120 100
50
100
150
200
250
X/m
真实轨迹 PDR定 位 结 果 伪 卫 星 校 正 PDR定 位 结 果
我国160余个民用机场，年客 流量约3.2亿人次
我 国 地 铁 客 运 量 愈 50 亿 人 次 ， 北京突破18亿人次
全 国 10 万 余 幢 高 层 建 筑 (10 层以上)，每年火灾愈10万起
无缝导航 自助寻车
全 国 上 万 家 煤 矿 ， 560 万 矿 工
5万平米以上的大型仓库数量 不断增加，我国最大单体仓 库面积近50万平米
四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法
伪卫星1
伪卫星2
伪卫星校正PDR混合定位方法
伪卫星+PDR室 内定位软件
1. 智能手机通过伪卫星定位获取精确的室内位置，将
其作为初值给PDR模块；
2. PDR模块利用智能手机的加速度计、MEMS陀螺
仪、地磁传感器等数据进行行人航迹推算，得到连
办公室
续的位置坐标；
陀螺 仪
地磁 传感
器
加速度计 滤波
陀螺仪零 偏校正
地磁传感 器数据
行为 识别
干扰 检测
步态 检测
行人 运动 姿态 解算
步长 估计
坐
标
行人
计
航迹
行人
算
推算
航向
估计
PDR在智能手机上的实现方法
CE-PNT开发的具备PDR能力的室内定位与位置服务软件
目录
一、引言 二、北斗/GPS伪卫星室内亚米级定位 三、行人航迹推算定位的基本原理 四、伪卫星定位校正PDR混合定位方法 五、结论
阅览室
室内直线轨迹长距离测试
3. 智能手机根据PDR位置预估计下一组伪卫星的位置，
以便辅助手机的卫星导航芯片快速捕获伪卫星信号
实验室
室内方形轨迹循环测试
和定位；
环境一
4. 将智能手机的PDR定位与伪卫星定位结果比较，如
果超差，则用伪卫星位置校正PDR的位置； 5. 迭代执行步骤1至步骤4，则可实现连续、稳定和 伪卫星校正PDR混合定位实验环境
j b
j r
rk
bk
基线 brb
用户接收机r
标定接收机b
北斗/GPS伪卫星室内定位原理
21 rb
31 rb
...
(e(r2) (e(r3)
...
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brb
N 21 rb
N 31 rb
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jk ,rb
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