论文部分内容阅读
定位技术的应用已经广泛渗透到国民经济和社会发展的各个领域。室外定位技术借助GPS等全球导航卫星系统(GNSS)已经很成熟。但卫星信号不能穿透建筑物,而且室内环境复杂,存在严重的多径和非视距干扰,在室内难以实现定位。而室内又是与人类生活生产关系最密切的场合,室内位置服务存在大量应用需求。目前高精度室内定位技术的应用需求越来越多,尤其在一些行业应用当中,如人员管理、资产管理、公共安全、突发事件处理、抢险救灾、仓储物流等领域。例如,在消防作战中,消防队员的工作性质高度危险,他们可能会进入一些复杂的高层建筑,消防员的自身安全就成为问题。火场环境复杂恶劣,尤其是建筑物内部布局复杂、障碍物多、多径效应严重,定位困难。超宽带(UWB)的强穿透能力和抗多径、抗干扰能力等可以解决这一问题。火场如果有高层建筑,各楼层的火势不同,指挥员指挥作战需要将消防员的位置精确定位到楼层及楼层上的具体位置。UWB的高精度三维定位辅助GIS(地理信息系统)电子地图和三维模型可以实现这一要求。可以看出,结合应用UWB和GIS有助于火场外指挥员的作战指挥和火场内消防战士的安全保障。为此,本文提出以UWB和GIS为基础,建立UWB室内定位GIS平台,以达到实时高精度的室内定位要求,和空间位置的二三维空间表达的目的。并提出了平台构建的关键技术,UWB无线Mesh自组网技术及UWB与GIS通信接口协议设计。本文对系统总体框架做了详细设计,包括需求分析、功能分析、架构设计和数据库设计,并在此基础上实现了基于UWB/GIS的室内定位原型系统。主要功能有定位数据接入、定位数据实时显示、历史数据回放等。GIS技术的集成应用,实现了目标对象的二三维实时可视化。最后对本文的工作进行了总结和展望。本文将UWB和GIS相结合用于室内定位。这种结合得到的定位系统既拥有超宽带的高精度、高稳定性、高抗干扰能力等性能,同时又具有GIS的二三维实时可视化的功能。经过实际运行测试,定位效果良好,证明了此定位方案的可行性。而且系统功能扩展能力较强,地理信息系统具有的空间分析等功能,都可以根据需要在后续研究中引入到本系统中。