移动终端高精度定位设计与实现
发布时间：2020-06-27 06:02
【摘要】：近年来,随着移动互联网技术和手机终端智能化的发展,移动互联网中的基于位置的服务(LBS:Location Based Service),要求在复杂的环境里能及时获取用户准确的地理位置,以便为用户推送准确合理的服务。获取及时和准确的位置信息已经逐渐成为人们日益迫切的需求,为满足这种需求,各种各样的定位技术相继提出。卫星导航系统中的差分定位技术在卫星信号无遮挡时可以提供精确的位置信息,但高动态变化的环境下,例如山脉、高楼、树木的遮挡等,卫星信号变差甚至丢失,手机终端对卫星信号的捕获和跟踪能力下降,从而无法定位。行人航迹推算(PDR:Pedestrian Dead Reckoning)定位利用惯性传感器元件实现定位功能,定位不易受外界环境影响,具有良好的自主性和连续性,短时间内可以提供精确的位置信息,但定位结果随时间有累积误差,不能长时间提供有效的位置信息。因此,本文针对差分定位和PDR定位的优缺点,提出了一种差分定位和PDR定位组合定位的方法。差分定位使用该定位算法的开源包,通过对差分定位开源包的使用,从而在Android手机终端上实现差分定位功能。在PDR定位上,分别从步长检验、步长估算和航向判断三个部分进行了详细的研究,并且对各部分进行优化。步态检测采用动态阈值的峰值检测算法,对行人的步数统计更加精准;步长估计上采用非线性步长模型,该模型可以满足所需的精度要求;航向判断上应用多传感器融合的Madgwick算法,相比使用方向传感器提高了航向信息的准确性。利用扩展卡尔曼滤波算法对差分定位和PDR定位进行定位融合,让差分定位减少PDR定位的累积误差,PDR定位弥补差分定位在动态环境下定位输出波动不连续等问题。最后,本文提出设计了组合定位系统的框架,利用Android开发平台实现了差分定位和PDR定位组合定位系统在手机移动终端上的应用,并且进行验证评估。结果表明该组合定位系统比单一的差分定位和PDR定位有显著优势。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN92;TP212.9
【图文】：
图１－１邋ＧＰＳ定位原理图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋ＧＰＳ邋ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ逡逑ＧＰＳ定位基本原理如图１－１，ＧＰＳ接收机通过不断地接收卫星向其发送各种参逡逑数信息，再利用这些信息去测量卫星和ＧＰＳ接收机之间的距离，由于该定位方法逡逑采用了单程测距原理所以需４颗及以上接收卫星在空间中的瞬时坐标，最后通过逡逑公式（１－１）的ＧＰＳ定位方程解出ＧＰＳ接收机的空间中实际的坐标。逡逑＾（ｘ－ｘ，）２邋＋｛ｙ－ｙｘ）２邋＋（ｚ－Ｚｊ）２邋＋邋ｃ－Ａｔ邋＝邋ｐｔ逡逑%剑ǎ澹海悖玻插澹ㄉ僖簧馘澹玻插澹ǎ濉玻插澹澹悖粒翦澹藉澹穑插危ú峰澹保╁义希剩ǎ危插澹ǎ危插澹ǎ危插澹悖粒翦澹藉澹穑五义希牵校佣ㄎ环椒ū局噬鲜抢每占渲腥蹙嗬爰褐纳湎呓挥谝坏悖枰邢噱义匣ザ懒⒌娜鼍嗬氩饬恐稻涂梢约扑阄恢茫捎诮邮栈臀佬橇秸呒涞氖敝雍苠义夏言谕桓鍪笨滔卵细竦耐剑敲唇邮栈臀佬羌涞氖敝硬罨崾沟梦佬呛徒邮斟义匣涞牟饬烤嗬氩蟛睿饬拷峁⒉皇瞧湔媸档木嗬耄哉馐且桓鑫本噱义希冲义
本文编号：2731419
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN92;TP212.9
【图文】：
图１－１邋ＧＰＳ定位原理图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋ＧＰＳ邋ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ逡逑ＧＰＳ定位基本原理如图１－１，ＧＰＳ接收机通过不断地接收卫星向其发送各种参逡逑数信息，再利用这些信息去测量卫星和ＧＰＳ接收机之间的距离，由于该定位方法逡逑采用了单程测距原理所以需４颗及以上接收卫星在空间中的瞬时坐标，最后通过逡逑公式（１－１）的ＧＰＳ定位方程解出ＧＰＳ接收机的空间中实际的坐标。逡逑＾（ｘ－ｘ，）２邋＋｛ｙ－ｙｘ）２邋＋（ｚ－Ｚｊ）２邋＋邋ｃ－Ａｔ邋＝邋ｐｔ逡逑%剑ǎ澹海悖玻插澹ㄉ僖簧馘澹玻插澹ǎ濉玻插澹澹悖粒翦澹藉澹穑插危ú峰澹保╁义希剩ǎ危插澹ǎ危插澹ǎ危插澹悖粒翦澹藉澹穑五义希牵校佣ㄎ环椒ū局噬鲜抢每占渲腥蹙嗬爰褐纳湎呓挥谝坏悖枰邢噱义匣ザ懒⒌娜鼍嗬氩饬恐稻涂梢约扑阄恢茫捎诮邮栈臀佬橇秸呒涞氖敝雍苠义夏言谕桓鍪笨滔卵细竦耐剑敲唇邮栈臀佬羌涞氖敝硬罨崾沟梦佬呛徒邮斟义匣涞牟饬烤嗬氩蟛睿饬拷峁⒉皇瞧湔媸档木嗬耄哉馐且桓鑫本噱义希冲义
本文编号：2731419
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