定位方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種定位方法及設(shè)備。定位方法包括：終端設(shè)備接收無線網(wǎng)絡(luò)中的基站發(fā)送的初始定位點的坐標信息；以初始定位點作為起始點，實時對持有終端設(shè)備的用戶進行計步處理，并根據(jù)計步信息和初始定位點的坐標信息，實時計算標識用戶當前位置的第一坐標信息；接收基站發(fā)送的用于標識用戶當前位置的第二坐標信息；利用第二坐標信息對第一坐標信息進行修正，獲得標識用戶當前位置的第三坐標信息，以實現(xiàn)對用戶的定位。本發(fā)明技術(shù)方案可以在保證定位精度的基礎(chǔ)上，提高定位的實時性。
【專利說明】定位方法及設(shè)備 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種定位方法及設(shè)備。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以無線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的定位技術(shù)也得到越來越多行業(yè)的 青睞。無線網(wǎng)絡(luò)定位方法具體是：無線網(wǎng)絡(luò)的基站測定用戶持有的終端設(shè)備的信號強度， 以三角或圓的幾個點來測定得到的幾個信號的百分比，再利用實際地形距離算出用戶的位 置。基于無線網(wǎng)絡(luò)的定位精度較高，但信號強度的測定導致該方法存在延遲，其實時性差。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003] 本發(fā)明的多個方面提供一種定位方法及設(shè)備，用以在保證定位精度的基礎(chǔ)上，提 高定位的實時性。
[0004] 本發(fā)明的一方面，提供一種定位方法，包括：
[0005] 終端設(shè)備接收無線網(wǎng)絡(luò)中的基站發(fā)送的初始定位點的坐標信息；
[0006] 所述終端設(shè)備以所述初始定位點作為起始點，實時對持有所述終端設(shè)備的用戶進 行計步處理，并根據(jù)計步信息和所述初始定位點的坐標信息，實時計算標識所述用戶當前 位置的第一坐標信息；
[0007] 所述終端設(shè)備接收所述基站發(fā)送的用于標識所述用戶當前位置的第二坐標信 息；
[0008] 所述終端設(shè)備利用所述第二坐標信息對所述第一坐標信息進行修正，獲得標識所 述用戶當前位置的第三坐標信息，以實現(xiàn)對所述用戶的定位。
[0009] 本發(fā)明的另一方面，提供一種終端設(shè)備，包括：
[0010] 接收模塊，用于接收無線網(wǎng)絡(luò)中的基站發(fā)送的初始定位點的坐標信息；
[0011] 計步處理模塊，用于以所述初始定位點作為起始點，實時對持有所述終端設(shè)備的 用戶進行計步處理，并根據(jù)計步信息和所述初始定位點的坐標信息，實時計算標識所述用 戶當前位置的第一坐標信息；
[0012] 所述接收模塊還用于，接收所述基站發(fā)送的用于標識所述用戶當前位置的第二坐 標信息；
[0013] 修正定位模塊，用于利用所述第二坐標信息對所述第一坐標信息進行修正，獲得 標識所述用戶當前位置的第三坐標信息，以實現(xiàn)對所述用戶的定位。
[0014] 在本發(fā)明技術(shù)方案中，終端設(shè)備接收無線網(wǎng)絡(luò)中的基站發(fā)送的初始定位點的坐標 信息，之后終端設(shè)備以該初始定位點作為起始點，實時的對持有終端設(shè)備的用戶進行計步 處理，并根據(jù)計步信息和上述初始定位點的坐標信息，實時計算標識用戶當前位置的第一 坐標信息，由于不需要向無線網(wǎng)絡(luò)中的基站上傳信息再由基站計算坐標信息，因此，獲得第 一坐標信息的實時性較高；進一步，終端設(shè)備還接收無線網(wǎng)絡(luò)中的基站發(fā)送的標識當前位 置的第二坐標信息，利用第二坐標信息對第一坐標信息進行修正，獲得標識當前位置的第 三坐標信息，實現(xiàn)對用戶的最終定位，由于基站計算能力遠大于終端設(shè)備，所以基站計算的 標識用戶當前位置的第二坐標信息的精度要比第一坐標信息的精度高，利用第二坐標信息 對第一坐標信息進行修正，可以提高定位精度。由此可見，本發(fā)明提供了一種將無線網(wǎng)絡(luò)定 位與終端設(shè)備定位相結(jié)合的定位方法，充分利用了無線網(wǎng)絡(luò)定位精度高和終端設(shè)備定位實 時性高的優(yōu)點，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在保證定位精度的基礎(chǔ)上，提高了定位的實時性。 【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0015] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述 中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實 施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附 圖獲得其他的附圖。
[0016] 圖1為本發(fā)明一實施例提供的定位方法的流程示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明一實施例提供的終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明另一實施例提供的終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。 【【具體實施方式】】
[0019] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020] 圖1為本發(fā)明一實施例提供的定位方法的流程示意圖。如圖1所示，該方法包括：
[0021] 101、終端設(shè)備接收無線網(wǎng)絡(luò)中的基站發(fā)送的初始定位點的坐標信息。
[0022] 本實施例的終端設(shè)備可以是任何具有能力實施本實施例提供的定位方法的設(shè)備， 例如可以是智能手機、筆記本電腦、ipad等。
[0023] 在本實施例中，無線網(wǎng)絡(luò)中的基站可以獲取終端設(shè)備的信號強度，并采用三角定 位算法對持有終端設(shè)備的用戶進行定位。本實施例所述的定位是指提供用戶當前位置的坐 標信息。考慮到基站獲取終端設(shè)備的信號強度需要時間，導致基站定位存在延遲，所以本實 施例提供了一種將基站定位與終端設(shè)備定位相結(jié)合的定位方法，該方法是以終端設(shè)備定位 為主，以無線網(wǎng)絡(luò)中的基站定位為輔。
[0024] 當需要對用戶進行定位時，終端設(shè)備從基站獲取初始定位點的坐標信息。終端設(shè) 備由于可以向用戶提供定位服務，所以相應的還可以具有供用戶選擇是否定位的功能。例 如，終端設(shè)備可以配置用于觸發(fā)定位的物理按鈕（或按鍵），這樣用戶通過操作該物理按鈕 (或按鍵）就可以發(fā)出定位指令。又例如，終端設(shè)備還可以允許用戶以菜單方式或語音等其 他方式發(fā)出定位指令。終端設(shè)備接收到定位指令后，從基站獲取初始定位點的坐標信息。
[0025] 例如，終端設(shè)備可以向基站發(fā)送位置獲取請求，基站根據(jù)該位置獲取請求將終端 設(shè)備當前位置（即初始定位點）的坐標信息發(fā)送給終端設(shè)備。
[0026] 在此說明，本實施例所述的坐標信息可以包括東南西北四個方向的坐標值，也可 以包括其中任意兩個方向的坐標值。優(yōu)選的，本實施例所述的坐標信息包括東向位置坐標 和北向位置坐標。
[0027] 102、終端設(shè)備以上述初始定位點作為起始點，實時對持有終端設(shè)備的用戶進行計 步處理，并根據(jù)計步信息和初始定位的坐標信息，實時計算標識用戶當前位置的第一坐標 信息。
[0028] 在獲得初始定位點的坐標信息之后，終端設(shè)備就可以確定定位的起始點，為了實 現(xiàn)對持有終端設(shè)備的用戶的定位，終端設(shè)備以該初始定位點作為起始點，實時的對持有終 端設(shè)備的用戶進行計步處理，獲得計步信息；然后根據(jù)計步信息和初始定位點的坐標信息， 實時計算用戶當前位置的坐標信息。
[0029] 對于用戶當前位置，終端設(shè)備會計算一個標識用戶當前位置的坐標信息，無線網(wǎng) 絡(luò)中的基站也會根據(jù)終端設(shè)備的信號強度也會計算出一個標識用戶當前位置的坐標信息， 為了便于區(qū)分，本實施例將終端設(shè)備計算的標識用戶當前位置的坐標信息稱為第一坐標信 息，將無線網(wǎng)絡(luò)中的基站計算的標識用戶當前位置的坐標信息稱為第二坐標信息。
[0030] 在一可選實施方式中，步驟102的實施方式包括：終端設(shè)備以上述初始定位點為 起始點，分別在時域和頻域?qū)崟r對終端設(shè)備的加速度值進行分析，確定用戶自初始定位點 開始移動的步數(shù)、步長和航向角度；當確定用戶移動一步時，終端設(shè)備根據(jù)公式（1)和公式 (2)，獲得標識用戶當前位置的第一坐標信息。
[0031] XE(k+l) = XE(k) + A sin(￥k+1) (1)
[0032] XN(k+l) = ΧΝ(1〇 + λ cos(Vk+1) (2)
[0033] 其中，Vk+1表示用戶移動了 k+1步時偏離基準方向的航向角度，基準方向是東向 和北向中的一個。XE(k)表示用戶移動了 k步時第一坐標信息中的東向位置坐標，XE(k+l) 表示用戶移動了 k+1步時第一坐標信息中的東向位置坐標，其中，XE(0)為初始定位點的坐 標信息中的東向位置坐標。X N(k)表示用戶移動了 k步時第一坐標信息中的北向位置坐標， XN(k+l)表示用戶移動了 k+Ι步時第一坐標信息中的北向位置坐標其中，XN(0)為初始定位 點的坐標信息中的北向位置坐標。上述公式中的k = 0, 1，2,...。上述λ為用戶移動一步 的步長。值得說明的是，用戶每次移動一步的步長可以相同也可以不相同。
[0034] 在一可選實施方式中，上述終端設(shè)備以初始定位點為起始點，分別在時域和頻域 實時對終端設(shè)備的加速度值進行分析，確定用戶自初始定位點開始移動的步數(shù)、步長和航 向角度的過程包括以下步驟：
[0035] 1021、終端設(shè)備實時獲取終端設(shè)備的加速度值；
[0036] 例如終端設(shè)備可以通過其內(nèi)置的慣性傳感器實時獲取終端設(shè)備的加速度值，所述 慣性傳感器可以是但不限于加速度計。
[0037] 1022、在獲得加速度值后，終端設(shè)備確定上述加速度值中的極大值和極小值；
[0038] 在該步驟中，終端設(shè)備使用加速度值的絕對值來確定極大值和極小值。也就是說， 這里的極大值和極小值都是指加速度值的絕對值。具體的，終端設(shè)備可以按照以下方式計 算加速度值中的極大值和極小值，即如果> ak且ak+1 > ak，則確定k時刻的加速度值是 極小值；如果且a1+1 < ，則確定1時刻的加速度值是極大值。其中，a表示加速度 值的絕對值，a的下角標表示加速度值對應的時刻，舉例說明，ag是k-Ι時刻的加速度值， ak是k時刻的加速度值，是1-1時刻的加速度值，a1+1是1+1時刻的加速度值，等等。
[0039] 1023、當相鄰極大值和極小值之差大于加速度閾值時，對包括該相鄰極大值和極 小值中的極大值的兩個相鄰極大值或包括該相鄰極大值和極小值中的極小值的兩個相鄰 極小值之間的加速度值進行頻域變換，獲得兩個相鄰極大值或兩個相鄰極小值對應時間內(nèi) 的步行頻率；
[0040] 在確定上述加速度值中的極大值和極小值之后，將相鄰極大值和極小值之差與加 速度閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果初步判斷持有終端設(shè)備的用戶在該包括這里涉及的"相 鄰極大值和極小值"中的極大值的兩個相鄰極大值或包括這里涉及的"相鄰極大值和極小 值"中的極小值的兩個相鄰極小值對應時間內(nèi)是否可能發(fā)生移步。該判斷主要是從時域角 度進行的初步判斷。
[0041] 在此說明，包括上述"相鄰極大值和極小值"中的極大值的兩個相鄰極大值是指上 述"相鄰極大值和極小值"中的極大值，以及與上述"相鄰極大值和極小值"中的極大值相 鄰的另一個極大值。為便于描述，本實施例以下將包括上述"相鄰極大值和極小值"中的極 大值的兩個相鄰極大值，簡稱為兩個相鄰極大值。
[0042] 相應的，包括上述"相鄰極大值和極小值"中的極小值的兩個相鄰極小值是指上述 "相鄰極大值和極小值"中的極小值，以及與上述"相鄰極大值和極小值"中的極小值相鄰的 另一個極小值。為便于描述，本實施例以下將包括上述"相鄰極大值和極小值"中的極小值 的兩個相鄰極小值，簡稱為兩個相鄰極小值。
[0043] 舉例說明，上述步驟1022中的和ak是相鄰的極大值和極小值，則將ai-a k與加 速度閾值R進行比較，根據(jù)比較結(jié)果初步判斷持有終端設(shè)備的用戶在兩個相鄰極大值或兩 個相鄰極小值對應時間內(nèi)是否可能發(fā)生移步。
[0044] 1判斷出相鄰極大值和極小值之差大于上述加速度閾值時，即ai-ak > R，說明持有 終端設(shè)備的用戶在兩個相鄰極大值或兩個相鄰極小值對應時間內(nèi)可能發(fā)生移步；當判斷出 相鄰極大值和極小值之差不大于上述加速度閾值時，即4-? < R，說明持有終端設(shè)備的用 戶在兩個相鄰極大值或兩個相鄰極小值對應時間內(nèi)不可能發(fā)生移步。
[0045] 當持有終端設(shè)備的用戶在兩個相鄰極大值或兩個相鄰極小值對應時間內(nèi)可能發(fā) 生移步時，終端設(shè)備進一步根據(jù)加速度值的頻域信息來從頻域來判斷持有終端設(shè)備的用戶 在上述兩個相鄰極大值或兩個相鄰極小值對應時間內(nèi)是否會發(fā)生移步。具體的，終端設(shè)備 將上述兩個相鄰極大值或兩個相鄰極小值之間的加速度值進行頻域變換，獲得上述兩個相 鄰極大值或兩個相鄰極小值對應時間內(nèi)的步行頻率。步行頻率是指對上述兩個相鄰極大值 或兩個相鄰極小值之間的加速度值進行頻域變換得到的頻域里的頻率。
[0046] 可選的，上述頻域變換可以是離散傅里葉變換（Discrete Fourier Transform, DFT)，也可以使用小波變換等其他頻率提取信息，但不限于此。例如，可以根據(jù)公式 iV-1 kn A(k)=DF7ii/(?)] = Efl(n)e i，對上述兩個相鄰極大值或兩個相鄰極小值之間的加速度 H-0 值進行DFT。其中，a(n)表示由兩個相鄰極大值或兩個相鄰極小值之間的加速度值構(gòu)成的 序列，k表示步行頻率，A(k)表示步行頻率對應的幅值。
[0047] 在此說明，在該步驟中，可以使用兩個相鄰極大值，也可以使用兩個相鄰極小值。
[0048] 上述兩個相鄰極大值對應時間是指兩個極大值對應的時刻之間的時間；兩個相鄰 極小值對應時間是指兩個極小值對應的時刻之間的時間。
[0049] 1024、如果上述兩個相鄰極大值或兩個相鄰極小值對應時間內(nèi)的步行頻率大于預 設(shè)頻率閾值，則確定持有終端設(shè)備的用戶在上述兩個相鄰極大值或兩個相鄰極小值對應時 間內(nèi)移動一步，將步數(shù)加1 ;
[0050] 在獲得兩個相鄰極大值或兩個相鄰極小值對應時間內(nèi)的步行頻率后，將其中該步 行頻率與預設(shè)頻率閾值進行比較，如果該步行頻率大于預設(shè)頻率閾值，說明用戶的動作幅 度較大，應該是發(fā)生了移步，因此，確定持有終端設(shè)備的用戶在上述兩個相鄰極大值或兩個 相鄰極小值對應時間內(nèi)移動一步，將步數(shù)加1，實現(xiàn)對用戶的計步。
[0051] 進一步，在將相鄰極大值和極小值之差與加速度閾值進行比較之后，終端設(shè)備還 可以計算第一時間內(nèi)的加速度值的方差，將上述加速度閾值更新為該方差。其中，第一時間 是指從第一時間點到當前時刻且長度等于第一指定時長的時間。例如，第一時間可以是當 前時刻之前N秒，N是自然數(shù)。該步驟的目的主要是利用過去一段時間內(nèi)的加速度值對加 速度閾值進行更新，以使加速度閾值動態(tài)變化，更加適應用戶當前的運動狀態(tài)，進而提高使 用加速度閾值做出的比較結(jié)果的精度，為提高計步精度做出貢獻。
[0052] 1025、在用戶移動一步的情況下，終端設(shè)備還對第二時間內(nèi)的加速度值進行頻域 變換，獲得第二時間內(nèi)的步行頻率，第二時間是從第二時間點到當前時刻且長度等于第二 指定時長的時間；根據(jù)第二時間內(nèi)的步行頻率計算用戶的步長；
[0053] 這里的步長指的是用戶的平均步長。
[0054] 1026、在用戶移動一步的情況下，終端設(shè)備獲取終端設(shè)備的航向角度；
[0055] 具體得，終端設(shè)備內(nèi)置有陀螺，終端設(shè)備可以通過陀螺和地磁測量最終獲得的終 端設(shè)備的航向角度。其中，終端設(shè)備通過陀螺和地磁測量獲得航向角度的過程屬于現(xiàn)有技 術(shù)，例如像使用安卓、蘋果等操作系統(tǒng)的終端設(shè)備都可以通過調(diào)用系統(tǒng)程序來獲取航向值， 詳細流程在此不再贅述。
[0056] 103、終端設(shè)備接收基站發(fā)送的用于標識用戶當前位置的第二坐標信息。
[0057] 具體的，當需要進行定位操作時，基站會不停的向終端設(shè)備提供標識用戶當前位 置的第二坐標信息。
[0058] 可選的，終端設(shè)備可以定期向基站發(fā)送位置獲取請求，基站根據(jù)終端設(shè)備定期發(fā) 送的位置獲取請求，向基站返回標識用戶當前位置的第二坐標信息?；揪唧w可以采用三 角定位算法實時計算用戶所在位置的坐標。
[0059] 或者，基站可以定期向終端設(shè)備發(fā)送標識用戶當前位置的第二坐標信息。
[0060] 或者，基站可以在每次用戶位置發(fā)生變化后，向終端設(shè)備發(fā)送標識用戶當前位置 的第二坐標信息。其中，基站根據(jù)基站自身計算出的標識用戶所在位置的坐標信息可以判 斷出用戶位置是否發(fā)生變化。
[0061] 104、終端設(shè)備利用上述第二坐標信息對上述第一坐標信息進行修正，獲得標識用 戶當前位置的第三坐標信息，以實現(xiàn)對用戶的定位。
[0062] 終端設(shè)備接收到基站發(fā)送的標識用戶當前位置的第二坐標信息后，利用第二坐標 信息對第一坐標信息進行修正，獲得修正后的坐標信息，即第三坐標信息，作為最終確定的 用戶當前位置的坐標信息，從而實現(xiàn)對用戶的定位。
[0063] 由于基站的計算能力遠大于終端設(shè)備的計算能力，所以基站采用三角定位算法計 算出的坐標信息在精度上要高于終端設(shè)備計算出的坐標信息，因此，終端設(shè)備利用基站計 算的第二坐標信息對終端設(shè)備自身計算出的第一坐標信息進行修正可以提高坐標信息的 精度。而終端設(shè)備是用戶每移動一步就實時計算用戶當前位置的坐標信息，不存在傳輸有 關(guān)信息導致的時間延遲，因此，終端設(shè)備計算的坐標信息實時性較高。
[0064] 在一可選實時方式中，終端設(shè)備利用第二坐標信息對第一坐標信息進行修正，獲 得標識用戶當前位置的第三坐標信息，以實現(xiàn)對用戶的定位的實施方式包括：終端設(shè)備將 第二坐標信息作為觀測量，對第一坐標信息進行濾波處理，獲得第一坐標信息的誤差；之 后，利用該誤差對第一坐標信息進行修正，獲得第三坐標信息，以實現(xiàn)對用戶的定位。
[0065] 舉例說明，假設(shè)第一坐標信息包括東向位置坐標和北向位置坐標，則第一坐標信 息的誤差也相應包括東向位置坐標的誤差和北向位置坐標的誤差，則利用誤差對第一坐標 信息進行修正，獲得第三坐標信息的過程包括：根據(jù)公式（3)和（4)對第一坐標信息進行修 正，獲得第二坐標?目息。
[0066] i, {k + \)^X{k + 1)- δΧ, (A: + 1) ( 3 )
[0067] i,(^ + 1)= .Υ. (^ + l)-i￡riV(^ + l) ( 4 )
[0068] 其中，XE(k+l)表示用戶移動了 k+1步時（即用戶當前位置的）第一坐標信息中的 東向位置坐標；iv.k + o表示第三坐標信息中的東向位置坐標（即修正后的第一坐標信息 中的東向位置坐標）；灰?+1)表不東向位置坐標的誤差；
[0069] XN(k+l)表示用戶移動了 k+Ι步時（即用戶當前位置的）第一坐標信息中的北向 位置坐標其中+ 表示第三坐標信息中的北向位置坐標（即修正后的第一坐標信息 中的北向位置坐標）；0義\(>_+1)表示北向位置坐標的誤差。
[0070] 進一步，終端設(shè)備將上述第二坐標信息作為觀測量，對第一坐標信息進行濾波處 理，獲得第一坐標信息的誤差的實施過程包括：將上述第二坐標信息作為觀測量，對第一坐 標信息進行卡爾曼濾波處理，獲得第一坐標信息的誤差。
[0071] 更進一步，終端設(shè)備將上述第二坐標信息作為觀測量，對第一坐標信息進行卡爾 曼濾波處理，獲得第一坐標信息的誤差的實施過程包括：
[0072] 終端設(shè)備根據(jù)上述第一坐標信息和上述第二坐標信息的差值，建立系統(tǒng)狀態(tài)方程 X =伙和觀測方程Z = HX+r ;
[0073] 終端設(shè)備利用卡爾曼濾波算法，對上述系統(tǒng)方程和上述觀測方程進行離散化，建 立狀態(tài)預測方程X k+l|k = 〇k+1Xk、狀態(tài)預測協(xié)方差更新方程= Φ?+1ΑΦ【+1 +ft+1、更新方 矛王 Xk+l - Xk+l|k+Kk+l (Zk+1_HXk+1|k)、濾波增碰更新方f王[ i+1 = +i?)和估 計協(xié)方差后驗更新方程Pk+1 = (I-Kk+1Hk+1)Pk+1|k;
[0074] 終端設(shè)備對上述狀態(tài)預測方程、狀態(tài)預測協(xié)方差更新方程、更新方程、濾波增益更 新方程和估計協(xié)方差后驗更新方程進行求解，獲得第一坐標信息的誤差。
[0075] 其中，Χ= [δχΕ δ χΝ Δ ]τ，δ χΕ為東向位置坐標的誤差，δ χΝ為北向位置坐標 的誤差，Λ為時間延遲；
[0076] q 為過程噪聲，q ?N(0, Q)，q = [qE qN q JT ;
[0077] F為系統(tǒng)矩陣，且尸=
【權(quán)利要求】
1. 一種定位方法，其特征在于，包括： 終端設(shè)備接收無線網(wǎng)絡(luò)中的基站發(fā)送的初始定位點的坐標信息； 所述終端設(shè)備以所述初始定位點作為起始點，實時對持有所述終端設(shè)備的用戶進行計 步處理，并根據(jù)計步信息和所述初始定位點的坐標信息，實時計算標識所述用戶當前位置 的第一坐標信息； 所述終端設(shè)備接收所述基站發(fā)送的用于標識所述用戶當前位置的第二坐標信息； 所述終端設(shè)備利用所述第二坐標信息對所述第一坐標信息進行修正，獲得標識所述用 戶當前位置的第三坐標信息，以實現(xiàn)對所述用戶的定位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述終端設(shè)備以所述初始定位點作為起 始點，實時對持有所述終端設(shè)備的用戶進行計步處理，并根據(jù)計步信息和所述初始定位點 的坐標信息，實時計算標識所述用戶當前位置的第一坐標信息，包括： 所述終端設(shè)備以所述初始定位點為起始點，分別在時域和頻域?qū)崟r對所述終端設(shè)備的 加速度值進行分析，確定所述用戶自所述初始定位點開始移動的步數(shù)、步長和航向角度； 當確定所述用戶移動一步時，所述終端設(shè)備根據(jù)公式X E (k+1) = XE (k) + λ sin ( Vk+1)和 XN (k+1) = XN (k) + λ cos ( Ψ k+1)，獲得所述第一坐標彳目息； 其中，Vk+1表示所述用戶移動了 k+1步時偏離基準方向的航向角度； XE(k)表示所述用戶移動了 k步時所述第一坐標信息中的東向位置坐標，k = 0, 1，2,...，其中，XE(0)為所述初始定位點的坐標信息中的東向位置坐標； XN(k)表示所述用戶移動了 k步時所述第一坐標信息中的北向位置坐標，其中，XN(0)為 所述初始定位點的坐標信息中的北向位置坐標； λ為所述用戶移動一步的步長。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述終端設(shè)備利用所述第二坐標信息 對所述第一坐標信息進行修正，獲得標識所述用戶當前位置的第三坐標信息，以實現(xiàn)對所 述用戶的定位，包括： 所述終端設(shè)備將所述第二坐標信息作為觀測量，對所述第一坐標信息進行濾波處理， 獲得所述第一坐標信息的誤差； 所述終端設(shè)備利用所述誤差修正所述第一坐標信息，獲得所述第三坐標信息，以實現(xiàn) 對所述用戶的定位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述終端設(shè)備將所述第二坐標信息作為 觀測量，對所述第一坐標信息進行濾波處理，獲得所述第一坐標信息的誤差，包括： 所述終端設(shè)備將所述第二坐標信息作為觀測量，對所述第一坐標信息進行卡爾曼濾 波，獲得所述第一坐標信息的誤差。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述終端設(shè)備將所述第二坐標信息作為 觀測量，對所述第一坐標信息進行卡爾曼濾波，獲得所述第一坐標信息的誤差，包括： 所述終端設(shè)備根據(jù)所述第一坐標信息和所述第二坐標信息的差值，建立系統(tǒng)狀態(tài)方程 Χ = + 和觀測方程Z = HX+r ; 所述終端設(shè)備利用卡爾曼濾波算法，對所述系統(tǒng)方程和所述觀測方程進行離散化，建 立狀態(tài)預測方程Xk+1|k = 〇k+1Xk、狀態(tài)預測協(xié)方差更新方程巧.=+α+1、更新方 程 Xk+1 = Xk+1|k+Kk+1(Zk+1-HXk+1|k)、濾波增益更新方程& +1 =/>_^[+1(^+1巧-+1|i_Hf+1 +4 和估 計協(xié)方差后驗更新方程Pk+1 = (I-Kk+1Hk+1)Pk+1|k; 所述終端設(shè)備對所述狀態(tài)預測方程、狀態(tài)預測協(xié)方差更新方程、更新方程、濾波增益更 新方程和估計協(xié)方差后驗更新方程進行求解，獲得所述第一坐標信息的誤差； 其中，Χ= [δχΕ δ ΧΝ Δ ]τ，δ ΧΕ為東向位置坐標的誤差，δ ΧΝ為北向位置坐標的誤 差，Λ為時間延遲； 9為過程噪聲，9?_，9)，9=|^91<9」1'; F為系統(tǒng)矩陣，且
Z = 、茨/,是所述第一坐標信息中的東向位置坐標與所述第二坐標信息中 的東向位置坐標的差值；是所述第一坐標信息中的北向位置坐標與所述第二坐標信息 中的北向位置坐標的差值； Η觀測矩陣，//=
，SE是所述用戶自上一位置移動到當前位置時在東向位 置上的移動距離，SN是所述用戶自上一位置移動到當前位置時在北向位置上的移動距離， ΛT是本次接收到所述第二坐標信息距離上一次接收到所述第二坐標信息的時間； r 觀測噪聲，r ?Ν(0, R)，r = [rE rN]τ ; Xk+1表不所述第一坐標信息的誤差。
6. -種終端設(shè)備，其特征在于，包括： 接收模塊，用于接收無線網(wǎng)絡(luò)中的基站發(fā)送的初始定位點的坐標信息； 計步處理模塊，用于以所述初始定位點作為起始點，實時對持有所述終端設(shè)備的用戶 進行計步處理，并根據(jù)計步信息和所述初始定位點的坐標信息，實時計算標識所述用戶當 前位置的第一坐標信息； 所述接收模塊還用于，接收所述基站發(fā)送的用于標識所述用戶當前位置的第二坐標信 息； 修正定位模塊，用于利用所述第二坐標信息對所述第一坐標信息進行修正，獲得標識 所述用戶當前位置的第三坐標信息，以實現(xiàn)對所述用戶的定位。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的終端設(shè)備，其特征在于，所述計步處理模塊包括： 計步單元，用于以所述初始定位點為起始點，分別在時域和頻域?qū)崟r對所述終端設(shè) 備的加速度值進行分析，確定所述用戶自所述初始定位點開始移動的步數(shù)、步長和航向角 度； 獲取單元，用于在確定所述用戶移動一步時，根據(jù)公式XE(k+l) = ΧΕ(1〇 + λ sin(￥k+1) 和XN (k+1) = XN (k) + λ cos ( Ψ k+1)，獲得所述第一坐標彳目息； 其中，Vk+1表示所述用戶移動了 k+1步時偏離基準方向的航向角度； XR(k)表示所述用戶移動了 k步時所述第一坐標信息中的東向位置坐標，k = 0, 1，2,...，其中，XE(0)為所述初始定位點的坐標信息中的東向位置坐標； XN(k)表示所述用戶移動了 k步時所述第一坐標信息中的北向位置坐標，其中，XN(0)為 所述初始定位點的坐標信息中的北向位置坐標； λ為所述用戶移動一步的步長。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的終端設(shè)備，其特征在于，所述修正定位模塊包括： 濾波單元，用于將所述第二坐標信息作為觀測量，對所述第一坐標信息進行濾波處理， 獲得所述第一坐標信息的誤差； 定位單元，用于利用所述誤差修正所述第一坐標信息，獲得所述第三坐標信息，以實現(xiàn) 對所述用戶的定位。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的終端設(shè)備，其特征在于，所述濾波單元具體用于將所述第二 坐標信息作為觀測量，對所述第一坐標信息進行卡爾曼濾波，獲得所述第一坐標信息的誤 差。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的終端設(shè)備，其特征在于，所述濾波單元具體用于根據(jù)所述 第一坐標信息和所述第二坐標信息的差值，建立系統(tǒng)狀態(tài)方程乂 = 和觀測方程Ζ = HX+r;利用卡爾曼濾波算法，對所述系統(tǒng)方程和所述觀測方程進行離散化，建立狀態(tài)預測 方程Xk+1|k = 〇k+A、狀態(tài)預測協(xié)方差更新方程=φ?+1Αφ?+1 +a+1、更新方程\+1 = Xk+1 Ik+Kk+1 (Zk+1-HXk+1 |k)、濾波增益更新方程= 仏+1/^扣+1 + $和估計協(xié)方差 后驗更新方程Pk+1 = (I-Kk+1Hk+1)Pk+1|k;對所述狀態(tài)預測方程、狀態(tài)預測協(xié)方差更新方程、更 新方程、濾波增益更新方程和估計協(xié)方差后驗更新方程進行求解，獲得所述第一坐標信息 的誤差； 其中，Χ= [δχΕ δ χΝ Δ ]τ，δ χΕ為東向位置坐標的誤差，δ χΝ為北向位置坐標的誤 差，Λ為時間延遲； 9為過程噪聲，9?_，9)，9=|^91<9」1'; F為系統(tǒng)矩陣，且F =
Z = [& '茨￡是所述第一坐標信息中的東向位置坐標與所述第二坐標信息中 的東向位置坐標的差值；是所述第一坐標信息中的北向位置坐標與所述第二坐標信息 中的北向位置坐標的差值； Η觀測矩陣，//=
，SE是所述用戶自上一位置移動到當前位置時在東向位 置上的移動距離，SN是所述用戶自上一位置移動到當前位置時在北向位置上的移動距離， ΛT是本次接收到所述第二坐標信息距離上一次接收到所述第二坐標信息的時間； r 觀測噪聲，r ?Ν(0, R)，r = [rE rN]τ ; Xk+1表不所述第一坐標信息的誤差。
【文檔編號】H04W4/02GK104105060SQ201410344936
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】趙佳 申請人:趙佳