GNSS辅助UWB基站位置估计方法
2021-08-29欧阳文王安成蒋理兴罗豪龙
欧阳文,王安成,蒋理兴,罗豪龙
(信息工程大学 地理空间信息学院,郑州 450000)
0 引言
随着位置服务应用场景的不断拓展,室内外无缝定位问题被广泛关注。在开阔的室外,通常可以利用全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)获得较高精度的位置信息。室内定位技术中,超宽带(ultra wide band,UWB)技术具有低功耗、抗干扰性强、穿透性强、定位精度高等特性,广泛应用于工厂、商场、养老院、煤矿和城市地下空间等场景[1-3]。因此,利用GNSS/UWB 组合实现室内外无缝定位成为研究热点。
在GNSS/UWB 室内外无缝定位系统中,GNSS一般使用大地坐标系作为基准,而UWB 室内定位基准取决于UWB基站的位置基准,与基站布设时位置确定方式有关,二者通常并不一致。在UWB基站布设问题上,已有文献大多借助全站仪[4]、测距仪[5]、运动捕捉系统[6]等高精度设备,也有学者提出了一些自标定方法。例如:文献[7]利用基站之间的距离约束信息采用卡尔曼滤波进行解算,这种方法定义的坐标系为局部的自由坐标系,基站不能得到室内外无缝定位场景所需的区域坐标;文献[8]提出了一种鲁棒的矩形形状UWB基站自标定方法,该方法过于依赖于基站之间的形状约束;文献[9]提出利用误差状态卡尔曼滤波(error state Kalman filtering,ESKF)对超宽带和惯性测量信息进行紧耦合,得到UWB基站位置,其本质是利用移动站的惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)位置姿态解算信息和UWB 测距信息对基站和移动站自身位置进行估计,该方法说明利用移动站坐标融合距离信息对基站进行位置估计是可行的。
受……
