基于地磁场和PDR的室内混合定位算法研究

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1、ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ中国第－腿代大学ＦＯＵＮＤＥＤＩＮ１８９５硕士学位论文■ｍｉｉｉｉｉｉｉＭｉＭ—学科专业：电路与系统作者姓名：窦智指导教师：马永涛副教授天津大学研究生院２０１６年１０月基于地磁场和ＰＤＲ的室内混合定位算法研究ＡＳｔｕｄｏｎＨｂｒｉｄＩｎｄｏｏｒＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｙｙＡｌｏｒｉｔｈｍＢａｓｅｄｏｎＧｅｏｍａｎｅｔｉｃＦｉｅｌｄａｎｄｇｇＰＤＲ学科专业：电路与系统作者姓名：窦智

2、指导教师：马永涛副教授天津大学电子信息工程学院二零一六年十月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表研究成果，除也不包■含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证或撰写过的研究成果，一书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年＂月如日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有

3、关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检。、汇同意学校索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存编以供査阅和借阅向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。）（保密的学位论文在解密后适用本授权说明：学位论文作者签名：导师签名签字日期：年丨丨月ｋ日签字日期：年／（月３卩日ｔ摘要ｉ随着无线通信技术与情景感知服务的不断发展，基于位置的服务（ＬｏｃａｔｏｎＢａｓｅｄＳｅｒｖｉｃｅｓ，ＬＢＳ）显示出了广阔的应用前景。目前室内

4、定位技术主要是基于无线信号的定位技术，此外还会。由于无线信号在室内传播过程中会被人体吸收，受到多径，因此定位精无法满足室内ＬＢＳ对定位精度的、非视距的千扰度不高要求，、不受人体影响等优点。室内复杂。地磁场作为地球的固有资源具有稳定的建筑结构的影响而产生的地磁异常场与位置相关，利用这种地磁异常场有进、行高精度室内定位的潜力。然而，室内地磁场位置分辨率不高信号微弱，应用，起来难度较大。随着智能移动终端的不断发展，智能手机不断嵌入多种传感器、磁力计。例如加速度计、陀螺仪等，这为利用

5、地磁进行室内定位提供了可能上提出了一本文首先介绍了室内地磁场特性以及地磁定位原理，在此基础种后向序列匹配算法（ＢａｃｋｗａｒｄＳｅｑｕｅｎｃｅｓＭａｔｃｈｉｎｇＡｌｏｒｉｔｈｍ，ＢＳＭＡ），通过ｇ行人航位推算（ＰｅｄｅｓｔｒｉａｎＤｅａｄＲｅｃｋｏｎｉｎｇ，ＰＤＲ）序列化连续时刻获得的地磁。强度信息，以提高地磁信号的位置分辨率随后本文论述了利用隐马尔可夫模型（ＨｉｄｄｅｎＭａｒｋｏｖＭｏｄｅｌ，ＨＭＭ）融合ＰＤＲ与地磁信息进行高精度室内定位的方法（Ｂａｓｍａｇ）。本文进行了

6、仿真对比Ｂａｓｍａｇ与传统的混合定位算法（粒子滤波、）精度更高，定位性能优于传统卡尔曼滤波，仿真结果表明，本文所提算法定位。，的混合定位算法最后，作者利用智能手机终端在室内进行定位实验用于验证本文所提算法的实际有效性以及鲁棒性。关键词：室内定位，地磁场，隐马尔可夫模型，行人航位推算ＩＡＢＳＴＲＡＣＴＷｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇａｎｄｙｃｏｎｔｅｘｔａｗａｒｅ

7、ｓｅｒｖｉｃｅＬｏｃａｔｉｏｎＢａｓｅｄＳｅｒｖｉｃｅｓＬＢＳｈａｓｓｈｏｗｎｂｒｏａｄａｌｉｃａｔｉｏｎ，（）ｐｐｒｏｓｃｔＲｅｃｅｎｔｌｉｎｄｏｏｒｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｍａｉｎｌｂａｓｅｄｏｎｗｉｒｅｌｅｓｉｎａｌｐｐｅ．ｙ，ｙｓｓｇ？ｔｅｃｈｎｏｌｏ．Ｈｏｗｅｖｅｒｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｓｉｎａｌｗｉｌｌｂｅａｂｓｏｒｂｅｄｂｔｈｅｈｕｍａｎｂｏｄａｎｄｉｎｇｙ，ｇｙｙｆｅｃｔｅｄｂｙｍｕｌｔｉｐａｔ

8、ｈａｎｄｎｏｎｌｉｎｅｏｆｓｉｇｈｔ（ＮＬＯＳ），ｔｈｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｉｓｎｏｔｈｉｇｈ＇？ｅｎｏｕｈｔｏｍｅｅｔｔｈｅＬＢＳｄｅｍａｎｄ．Ａｓｔｈｅｉｎｈｅｒｅｎｔｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｔｈｅｅａｒｔｈｔｈｅｅｏｍａｇ，ｇｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｅｓｏｆｓｔａｂｉｌｉｔａｎｄｎｏｔｇｙｂ