第2章基于GPS和自包含传感器的定位技术
B=旯’够 (2.8)
其中屏为第i颗卫星到接收机之间的伪距,见为光波波长,够为信号发射和接
收时的频率差。由于卫星速度可以从自身星历中获知,故观测到四颗及以上卫星
的多普勒频移时,即可解算得到用户的运动速度。
由于定位是通过测量卫星视线范围LOS(Line of Sight)内接收机的信号到
达时间TOA(Time OfArrival)实现的,定位精度受到众多因素的影响,如卫星
轨道误差、电离层延迟、对流层延迟、多路径效应和钟差等。虽然卫星和接收机
钟差可以通过差分GPS(DGPS)等消除(Zogg,2002),电离层和平流层延迟等
误差可以建模补偿,但是GPS信号在城市峡谷和室内环境中受到反射、吸收、
干扰等影响导致定位精度变化很大,而且无法预测环境影响,只能借助其它方式
辅助导航定位。
2.2基于自包含传感器的相对定位技术
基于自包含传感器的定位技术,其突出优势在于导航定位的自主性和连续
性。自包含传感器包括惯性传感器(加速度计和陀螺仪)、磁罗盘、气压计、倾
斜仪、视觉传感器等。目前在个人导航中常用的是加速度计、陀螺仪、磁罗盘和
气压计,通过航迹推算的方式计算出行人的位置,所以也叫做航迹推算DR(Dead
Reckoning)传感器。航迹推算是利用已知的初始位置和姿态,根据航向角和速
度的变化,实时确定运动体位置的定位算法。它是一种相对定位的方法,必须通
过事先输入的绝对位置和姿态才能推算出行人的定位信息。由于本文实现的定位
算法是针对行人水平面二维定位的情况,这里主要讨论二维航迹推算算法,而不
考虑高度的计算。
行人导航存在两种基于自包含传感器的定位技术:基于传统惯性导航机制的
定位技术和基于行人航迹推算PDR(Pedestrian Dead Reckoning)的定位技术。
惯性导航方法普遍用于惯性导航系统INS(Inertial Navigation System)中,这种
方法对于定位对象没有限制,可以是车辆、舰船、飞行器和行人。而后一种算法
利用行人跨步时的运动生理学特性,探测行走时的跨步和估计步长,只能用于行
人导航情况。它们本质上都是航迹推算,区别在于航迹推算所需参数求解方法的
不同。
2。2.1 航迹推算基本原理
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