【摘 要】
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随着移动智能的发展,人们对精确的室内定位技术和完善的基于位置服务的需求日渐迫切。以精准室内定位技术为基础的位置服务能够在商业、便民服务、安全等多领域广泛应用,是智慧城市建设的重要发展方向。常见的基于Wi-Fi接收信号强度的室内定位方式存在着信号波动大、采样和维护成本高、定位精度差等问题。近年发布的IEEE 802.11mc标准支持Wi-Fi精确时间测量(Wi-Fi Fine Time Measur
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“大型城区复杂环境室内外无缝高精度定位理论及关键技术研究”(61872046); “北京邮电大学(济南)工业互联网研究院展厅建设”(2019jnyjy);
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随着移动智能的发展,人们对精确的室内定位技术和完善的基于位置服务的需求日渐迫切。以精准室内定位技术为基础的位置服务能够在商业、便民服务、安全等多领域广泛应用,是智慧城市建设的重要发展方向。常见的基于Wi-Fi接收信号强度的室内定位方式存在着信号波动大、采样和维护成本高、定位精度差等问题。近年发布的IEEE 802.11mc标准支持Wi-Fi精确时间测量(Wi-Fi Fine Time Measurement,FTM)协议。该协议可测算设备之间的信号飞行时间,为室内定位提供较精确的距离信息。本文提出了一种基于Wi-Fi FTM的定位算法,通过利用终端和基站之间的测距信息和由测距扫描时间间隔构成的运动信息,构建因子图并求解出精确位置。本文基于现有的融合定位系统设计了 FTM定位子系统和位置服务应用,实现了用户终端软件、部署测试终端软件、位置服务平台和FTM定位子系统四大模块,为普通用户提供了室内定位和电子围栏等相关位置服务,为系统的部署测试员提供了 Wi-Fi扫描测试、AP位置标定等功能,为平台的监控管理员提供了实时行为监控和历史数据分析等功能。本文遵循软件工程的思想和流程,在需求分析阶段明确了系统的功能和性能需求;概要设计阶段确定了系统的技术选型和整体方案,具体阐述了 Wi-Fi FTM定位算法原理,明确了系统物理结构和体系结构;详细设计过程中,完善了功能模块和数据接口的分析设计;完成系统开发后,对系统进行了充分的测试,并修改了相应的缺陷。本文最终完成了 Wi-Fi精确时间测量定位子系统和位置服务应用的全部建设工作。本文提出的实时室内定位算法80%精度达到1.4米以内,为Wi-Fi定位领域研究做出贡献。本文提出并实现的室内定位与位置服务完整解决方案,现已应用于北京邮电大学(济南)工业互联网研究院,为同类系统的设计和研发提供了参考。
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