张文超，魏东岩，袁 洪, 李欣雨

(1. 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094；2. 北京信息科技大学信息与通信工程学院，北京 100192)

0 引言

随着城镇化进程的加快，我国正在建设越来越多的大型建筑，伴随而来的是城市人口越来越多，未来80%的人将花费80%的时间处于室内环境[1]，室内环境下的位置服务需求将越来越大。同时，火灾救援、矿井救援、位置监控等应急救援和公共安全活动，也需要在室内环境下提供满足一定精度且连续的位置服务[2-3]，因此，高精度室内行人导航定位技术未来将会被广泛应用。

目前，室内行人导航中存在着大量的基于不同机制的定位技术，按照是否需要基础设施进行划分[4]，可分为基于基础设施(Infrastructure-based)的定位技术，如：全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)[5]、伪卫星(Pseudolites, PL)[6]、无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)[7]、射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)[8]、蓝牙(Blue-Tooth，BT)、移动蜂窝网络和超宽带(Ultra-Wide Band，UWB)[9]等；以及基于自包含(Self-contained)传感器的定位技术，主要是以微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)传感器(加速度计、陀螺仪、磁强计、气压计、视觉传感器)为主的定位技术[10-13]。

其中，由于MEMS传感器技术的迅速发展，以微惯性测量单元(Micro Inertial Measurement Unit, MIMU)为主要设备的穿戴式室内定位方法在实际应用场景中具有显著优势[13-14]。MIMU 主要由三轴陀螺仪和三轴加速度计构成，也可附加其他传感器，如磁强计(测量地球磁场信息)和气压计(测量高程)等，在给定的运动初始状态条件下，通过测量载体相对于惯性空间的运动参数，经过转换处理后就可得到载体的姿态和航向等信息。MIMU传感器具有低成本、测量范围大、完全自主、不受干扰、信息量大、实时性高等特点[15]。……