基于WiFi指纹库的室内定位研究进展和展望

赵 龙，陶 冶

(1.北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院，北京 100191;2.北京航空航天大学 数字导航中心，北京 100191)

0 引言

位置服务(Location Based Services，LBS)是一种与空间位置有关的新型服务业务。位置信息反映了人们所处的三维空间环境，是移动应用的基础。随着全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)、Galileo卫星导航系统(Galileo Satellite Naviga-tion System)和GLONASS(Global Navigation Satellite System)的投入使用，室外定位技术日趋成熟，已广泛应用于军用和民用领域，并取得了巨大的经济和社会效益。卫星定位主要是依靠视距(line-of-sight)下的三边定位[1]，但工业界和学术界共同关注的焦点：在全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite Sys-tem, GNSS)信号中断环境下的定位、导航与授时(Positioning, Navigation and Timing，PNT)技术问题尚未得到解决[2]，而且其中最难解决的问题——室内定位技术，一直未能获得根本性的突破[3]。室内定位是导航系统的“最后一公里”，是一个热门研究课题。在室内环境下，由于其复杂的空间架构，存在大量的非视距(non-line-of-sight)，导致卫星定位在室内环境下的定位结果变差，而此时室内的许多信号，例如蓝牙[4]、WiFi[5]和UWB[6]等，已被用在室内定位领域，而且在某些应用领域取得了突破性的进展[7]。国内外多家公司也都推出了自己的定位技术，例如：苹果公司研发的低功耗蓝牙iBeacon定位技术、谷歌公司研发的机器视觉定位技术、百度携手芬兰IndoorAtlas公司推出的基于地磁匹配的室内定位方案、Ubisense公司推出的超宽带定位技术和WiFiSLAM公司推出的WiFi定位技术等。综合考虑室内环境复杂特性和技术成本等因素，WiFi信号成为目前关注较多的室内定位信号源，基……