熊明亮　刁梦雯　赵国梁

摘要：文章设计了基于地磁的室内定位系统，给出了系统的结构框图，介绍了地磁的模型及地磁基准图的构建。然后介绍了地磁的校正方法以及基于蒙特卡洛方法的粒子滤波地磁匹配算法。文章在粒子滤波的重采样过程中通过复制重要粒子以及重新采样低权值粒子提高了定位的性能。

关键词：地磁；室内定位；蒙特卡洛；粒子滤波；重采样

随着通信技术和物联网技术的发展，工业和服务行业信息化需求急剧上涨，定位技术极大地便捷了人们的生产和生活。其中室内定位技术在医院、仓库、博物馆、机场、车站、商场等场合有着极大的应用需求。通过使用地球磁场的物理量进行室内定位具有无源、无辐射、全地域、全天候、体积小、能耗低的优势。基于地磁的室内定位技术包含有地磁传感、地磁校正、室内地磁地图构建及地磁匹配滤波等过程。

1地磁模型及地磁传感

地磁场是有大小、有方向的矢量，其值可以通过地磁三分量表示。通过地磁三分量可以引出水平强度、地磁总场、磁偏角、磁倾角等信息。这些信息被称作地磁七要素，均可作为地磁定位的特征量。令X，Y，Z分别为地磁的北向强度、东向强度和垂直强度，如图1所示。各个地磁信息之间有着公式l所示的转化关系。

公式1中H为水平分量，它与X的夹角D称为磁偏角。T为地磁总场。地磁总场与水平分量的夹角I被称作磁倾角。

在室内每隔一米作为一次采集节点，每个点包含X，Y，Z等地磁数据，在室内采集M*N个点以制作成室内地磁基准图。……