基于5G和GNSS的室内外一体化定位方法研究.pdf
基于5G和GNSS的室内外一体化定位方法研究
摘要
随着科技技术的飞速发展，人们对于位置服务的需求越来越高，使用场景也呈现复
杂化。目前在室外定位领域有基于四大卫星的定位导航技术，已经相当成熟。在室内定
位领域也有基于WIFI、UWB、蓝牙等技术的定位方法。室内外一体化定位技术是目前
的研究热点，其目的是提供一种综合的定位解决方案，使用户可以在室内外无缝地使用
各种定位服务。然而现有的室内外一体化定位技术无法满足大规模场景下的高精度定位
要求，但得益于5G技术的飞速发展，基于5G的定位技术可以在室外区域与卫星定位
融合减少室外定位下的定位盲区，提高定位精度。此外，在室内区域使用基于5G的室
内定位技术可以获得更好的定位精度以及更低的成本，这使得室内外一体化定位技术有
望得到进一步的发展。论文的主要工作如下：
首先，针对城市峡谷内与单一卫星定位模式的可见星数量不足或者可见星几何构型
差以及5G与GNSS等权融合情况下带来的定位精度问题，提出了一种基于5G与GNSS
的动态分权融合定位算法。算法首先对接收到的北斗与GPS卫星观测量进行处理，剔除
质量较差的卫星，然后，根据北斗与GPS的可见星数量，为卫星定位分配相应的权值，
并对每一颗可见星根据其仰角分配各自的权值，最后将5G信号距离观测量与卫星测距
观测量采用最小二乘法进行融合解算获取定位结果，提高了在城市峡谷定位区域内定位
的可靠性、定位精度与覆盖范围。
其次，对定位场景进行详细分析，将定位场景划分为城市峡谷室外区域、室内外交
界区域、室内区域三个部分，提出了一种基于5G信号强度的Adaboost二元分类算法，
该算法通过将多个弱分类器进行加权组合，得到一个强分类器，可以实现对定位区域的
判断并切换为相应的定位算法。在城市峡谷室外区域与室内外交界区域使用5G与GNSS
动态分权融合定位算法，在室内区域使用5GTDOA定位算法，最终实现室内外定位一
体化定位效果。
最后，实验结果证明，在城市峡谷区域内使用本文所提出的算法获得的定位轨迹比
在单一定位模式、5G与GNSS等权融合模式下得更加接近真实轨迹，并且在定位精度、
定位轨迹的连续性上均有明显的提高。基于5G与GNSS的室内外一体化定位算法可以
对当前定位终端所处的区域进行准确的判断，使得定位轨迹的连续性、平滑性相比常用
的室内外一体化定位算法有着明显的提升，从而可以为定位终端在室内外区域定位时提
供高稳定性、高可靠性、高精度的位置服务。
哈尔滨工程大学硕士学位论文
关键词：融合定位；5G定位；Adaboost分类算法；一体化定位
基于5G和GNSS的室内外一体化定位方法研究
Abstract
Withtherapiddevelopmentoftechnology,thereisanincreasingdemandforlocation-
basedservices,andtheusagescenarioshavebecomemorecomplex.Currently,inoutdoor
positioning,therearematurepositioningandnavigationtechnologiesbasedonthefourmajor
satellites.Inindoorpositioning,therearemethodsbasedontechnologiessuchasWIFI,UWB,
andBluetooth.Integratedindoor-outdoorpositioningtechnologyiscurrentlyaresearchhotspot,
aimedatprovidingacomprehensivepositioningsolution,allowinguserstoseamlesslyuse
variouspositioningservicesi