基于线性调频扩频的单基站室内定位系统研究

朱 棣，邓中亮，尹 露，宋汶轩

(北京邮电大学 电子工程学院，北京 100876)

0 引言

全球四大卫星导航系统能对高山、海洋、城市室外等环境进行精确的定位，然而当它面对有建筑物遮挡的室内环境时，基本丧失定位能力[1-3]。人们约80%的时间都活动在室内，因此室内定位导航服务有着广泛需求[4]。工信部最新数据显示，截至2017年7月，我国手机用户数达13.6亿户，手机用户普及率达97.1部/百人，智能手机用户超过6.24亿，LBS相关用户数量超5.1亿[5]，已超过微博用户。根据百度公司内部统计，用户应用百度位置服务的定位请求信息已经超过100亿次/日。

目前，无线局域定位主要包括Wi-Fi、ZigBee、Bluetooth、UWB等，其特点是利用短距离无线小范围覆盖感知来确定目标所在位置。其中基于Wi-Fi和蓝牙的定位系统已广泛地应用于商场、航站楼等人员密集区域，为室内人员提供服务，其定位精度根据节点密度约为1～5m[6]。UWB是近几年新兴的室内定位技术[7]，该类系统利用超宽带脉冲信号进行信息传递，同时利用该脉冲信号良好的时间分辨率进行TOA测量，进而实现多基站TDOA定位。UWB室内定位系统由于其信号特点，在抗多径、低复杂度、时间同步等方面具有先天性优势，其室内定位精度通常优于1m[8]。

但是，由于该类系统的定位通常需要3个以上基站实现2维或3维定位，而其节点设备受收发频率、信号体制等影响，通常其单基站作用半径仅为十余米至数十米[9]。因此为了实现定位，其节点设备布设密度将进一步提升。高节点布设密度带来的成本提升极大限制了此类室内定位系统的推广，通常仅应用于高人员密度区域。……