專利名稱：一種衛(wèi)星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種WiFi室外定位方法。
背景技術：
隨著WiFi技術在世界范圍內的廣泛應用，WiFi已經不僅僅能夠在諸如機場、高檔寫字樓、餐廳、酒店、研究機構、校園和家庭等地方使用，數(shù)字城市的建設也使得人們可以在室外使用WiFi技術。目前，WiFi定位系統(tǒng)無論是在室內還是在室外，都越來越受到人們的關注。特別地，在室外環(huán)境中，目前的衛(wèi)星定位初始定位啟動時間過長。而且，當衛(wèi)星不能正常工作或衛(wèi)星信號受到城市樓宇遮擋時，用戶無法使用衛(wèi)星定位導航服務。因此，人們迫切需求一種對衛(wèi)星定位導航服務進行增強的室外定位導航技術。目前，基于WiFi的室外定位技術不需要在現(xiàn)有無線局域網設施中添加定位專用硬件，而是通過移動終端的現(xiàn)有無線網卡及相應軟件讀取接收信號強度，建立信號覆蓋圖(Radio Map),通過匹配算法來確定移動用戶的位置?？梢哉f,WiFi定位已經成為一種潛在的增強衛(wèi)星定位導航的新技術?；赪iFi信號的室外定位技術沿用室內定位方法,在離線階段建立Radio Map,在線階段根據(jù)某種算法預測位置。然而，傳統(tǒng)Radio Map的建立方法需要耗費大量人力來測量物理位置和該位置上的接收信號強度(Received Signal Strength, RSS)。隨著定位區(qū)域的增大，Radio Map建立的工作量幾乎成指數(shù)增長。而且，這種Radio Map的建立方法有著非常棘于的問題。當已經建立Radio Map的區(qū)域內，接入點發(fā)生故障、有新接入點加入或者物理環(huán)境發(fā)生改變時，原Radio Map將不再可用，需要更新/重新建立Radio Map。這樣，如何在大范圍的室外快速建立Radio Map并且可以方便快捷的及時更新Radio Map,便成為一個急待解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決目前的WiFi室外定位方法由于其Radio Map建立/更新速度慢導致定位時間長的問題，從而提供一種衛(wèi)星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法。一種衛(wèi)星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，它由以下步驟實現(xiàn):步驟一、在待定位的室外區(qū)域設置N個接入點AP，所述N個接入點AP組成WiFi網絡；所述WiFi網絡能夠全面覆蓋整個待定位的室外區(qū)域；N為正整數(shù)；步驟二、采用WiFi設備接收各AP的信號強度RSS值、DI值、衛(wèi)星定位經度值1n、緯度值Iat和本次定位的精度因子DoP，并采用志愿者終端通過WiFi網絡上傳到Radio Map有務器；步驟三、Radio Map服務器對步驟二中上傳的各AP的信號強度RSS值、DI值、衛(wèi)星定位經度值1ru衛(wèi)星定位緯度值Iat和本次定位的精度因子DoP進行數(shù)據(jù)處理，獲得處理后的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)的處理方法為:步驟A、對收到的各AP的信號強度RSS值、DI值、衛(wèi)星定位經度值1n、衛(wèi)星定位緯度值Iat和本次定位的精度因子DoP進行數(shù)據(jù)整理，具體為:對各AP的衛(wèi)星定位經度值1n或緯度值Iat相同的數(shù)據(jù)，進行精度因子DoP的比較，獲得精度因子DoP的最小值，保留該精度因子DoP的最小值對應AP的衛(wèi)星定位經度值1n和衛(wèi)星定位緯度值lat，并刪除其余精度因子DoP對應AP的衛(wèi)星定位經度值1n和衛(wèi)星定位緯度值Iat ；整理后的每一組數(shù)據(jù)的存儲格式為Ri = {Gi; WJ，式中:Gi = (1ni, Iati, DoPj , Wi = (RSSi, DlJ , i = 1,2,...,N;RSSi = (RSS1, RSS2,…，RSSk,…，RSSj，DIi = (DI1, DI2,..., DIk,…，DlJ , k = I, 2,..., η ；N是數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)組的總個數(shù)，η是數(shù)據(jù)庫中的第i個數(shù)據(jù)組中AP的個數(shù)；步驟B、對步驟A整理后的數(shù)據(jù)組進行分類，具體為:首先通過公式:
權利要求
1.一種衛(wèi)星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，其特征是:它由以下步驟實現(xiàn): 步驟一、在待定位的室外區(qū)域設置N個接入點AP，所述N個接入點AP組成WiFi網絡；所述WiFi網絡能夠全面覆蓋整個待定位的室外區(qū)域；N為正整數(shù)； 步驟二、采用WiFi設備接收各AP的信號強度RSS值、DI值、衛(wèi)星定位經度值1n、緯度值Iat和當前次定位的精度因子DoP，并采用志愿者終端通過WiFi網絡上傳到RadioMap服務器； 步驟三、Radio Map服務器對步驟二中上傳的各AP的信號強度RSS值、DI值、衛(wèi)星定位經度值1ru衛(wèi)星定位緯度值Iat和當前定位的精度因子DoP進行數(shù)據(jù)處理，獲得處理后的數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)的處理方法為: 步驟A、對收到的各AP的信號強度RSS值、DI值、衛(wèi)星定位經度值1n、衛(wèi)星定位緯度值Iat和當前次定位的精度因子DoP進行數(shù)據(jù)整理，具體為:對各AP的衛(wèi)星定位經度值1n或緯度值Iat相同的數(shù)據(jù)，進行精度因子DoP的比較，獲得精度因子DoP的最小值，保留該精度因子DoP的最小值對應AP的衛(wèi)星定位經度值1n和衛(wèi)星定位緯度值lat，并刪除其余精度因子DoP對應AP的衛(wèi)星定位經度值1n和衛(wèi)星定位緯度值Iat ； 整理后的每一組數(shù)據(jù)的存儲格式為Ri = {Gi; WJ，式中:Gi = (1ni, Iati, DoPj , Wi = (RSSi, DlJ , i = 1,2,…，N5RSSi = (RSS1, RSS2,…，RSSk,..., RSSJjDIi = (DI17DI2, -,DIk,…，DlJ，k = 1，2，...，n; N是數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)組的總個數(shù)，η是數(shù)據(jù)庫中的第i個數(shù)據(jù)組中AP的個數(shù)； 步驟B、對步驟A整理后的數(shù)據(jù)組進行分類，具體為: 首先通過公式:
2.根據(jù)權利要求1所述的一種衛(wèi)星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，其特征在于步驟B中數(shù)據(jù)組采用D1為預設的角度門限值進行分類后，再通過公式:
3.根據(jù)權利要求1所述的一種衛(wèi)星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，其特征在于D2 = 3.Dp
4.根據(jù)權利要求1所述的一種衛(wèi)星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，其特征在于步驟二中所述的志愿者終端為同時具有衛(wèi)星定位功能和WiFi設備且能夠將衛(wèi)星定位結果和WiFi設備所采集的WiFi接收信號強度RSS值上傳的移動終端。
5.根據(jù)權利要求1 所述的一種衛(wèi)星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，其特征在于步驟四中建立/更新信號覆蓋圖的數(shù)據(jù)的存儲格式為:
6.根據(jù)權利要求1所述的一種衛(wèi)星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，其特征在于該方法中衛(wèi)星輔助信號覆蓋圖更新的條件為:當Radio Map覆蓋區(qū)內的AP布局發(fā)生添加或移除時，具體更新方法為: 在該AP的有效覆蓋范圍內進行數(shù)據(jù)收集，Radio Map服務器對收集到的數(shù)據(jù)進行整理，然后根據(jù)經緯度坐標(lon，lat)對應添加到原Radio Map的各類中，對有數(shù)據(jù)變更的類進行內部剔除和AP出現(xiàn)概率統(tǒng)計，并根據(jù)統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)進行信號覆蓋圖更新。
全文摘要
一種衛(wèi)星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，涉及一種WiFi室外定位方法。為了解決目前的WiFi室外定位方法由于其Radio Map建立/更新速度慢導致定位時間長的問題。它的方法為采用WiFi設備接收各AP的信號強度RSS值和DI值；采用志愿者終端將各AP的信號強度RSS值和各AP的DI值，以及衛(wèi)星定位經度值lon、緯度值lat和本次定位的精度因子DoP通過WiFi網絡上傳到Radio Map服務器；Radio Map服務器上述數(shù)據(jù)進行處理，獲得處理后的數(shù)據(jù)；并根據(jù)該處理后的數(shù)據(jù)建立/更新信號覆蓋圖并進行WiFi室外定位。本發(fā)明適用于室外定位。
文檔編號H04W64/00GK103167605SQ20131007303
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權日2013年3月7日
發(fā)明者馬琳, 鄧仲哲, 徐玉濱, 孟維曉, 周才發(fā) 申請人:哈爾濱工業(yè)大學