本發(fā)明屬于室內(nèi)定位技術領域，尤其涉及一種基于單個或多個藍牙發(fā)射單元的微星基站定位系統(tǒng)及方法。

背景技術：

室內(nèi)定位技術是近年來新興的定位技術之一。與室外定位技術相比，室內(nèi)定位通常在一個封閉的，較復雜的空間內(nèi)實現(xiàn)可靠的定位計算。目前室內(nèi)定位的主要方法有近鄰法，幾何法，場景分析法，線路推算法等。其中近鄰法和場景分析法主要適用于精度要求較低的室內(nèi)定位場合，線路推算法定位誤差隨著時間累計，難以獨立作為高精度室內(nèi)定位的方法。幾何法主要依賴于各類聲，光，電信號，通過直接或者間接的測定目標與參考點之間的相對距離，角度關系來確定目標的位置。目前幾何法仍是高精度室內(nèi)定位最理想的算法。基于不同信號頻率和信號協(xié)議，可用于實現(xiàn)室內(nèi)定位的技術手段已經(jīng)達到十幾種，常見的有激光，超聲波，紅外線，蜂窩網(wǎng)絡，無線廣播，經(jīng)過編碼的可見光，wi-fi,藍牙，zigbee，rfid等。不同的技術可實現(xiàn)的精度和覆蓋范圍各有不同，但這些信號都需要預先布設主動或被動的定位節(jié)點來配合才能實現(xiàn)定位計算，大部分也都需要專用的用戶端設備來實現(xiàn)，系統(tǒng)實現(xiàn)成本高，不利于推廣。這些技術中，wi-fi和藍牙技術由于已經(jīng)被廣泛的使用，現(xiàn)有的大部分手機都支持wi-fi和藍牙進行通信，可以實現(xiàn)不改變現(xiàn)有的用戶接收設備的室內(nèi)定位，而其他的大多數(shù)設備都需要用戶端配備專用的定位標簽。wi-fi接入點(ap)需要連接電源并接入有線網(wǎng)絡，布設較復雜。藍牙4.0標準大幅度降低了藍牙發(fā)射模塊的功耗，目前藍牙發(fā)射模塊的成本也非常具有競爭力。本發(fā)明提出了一種基于藍牙技術的高精度，高可靠性，低成本的室內(nèi)定位解決方案。

綜上所述，現(xiàn)有技術存在的問題是：

雖然能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)定位的技術方法很多，但是大部分技術都需要布設專用的節(jié)點和專用的用戶接收設備。節(jié)點的布設，維護費用成本昂貴，用戶需要額外投資，推廣難度大。專用的信號和收發(fā)設備的有點在于信號設計的靈活度更大，更容易設計適合室內(nèi)定位的信號體制。有些定位技術如激光，uwb雖然可以實現(xiàn)分米至厘米級的定位，但是設備成本高，安裝要求高，難度大，難以大范圍推廣。低成本的室內(nèi)定位技術如wi-fi定位技術，藍牙定位技術精度都停留在數(shù)米的水平而且定位的穩(wěn)定性，可靠性也有待提高。特別地，對于低成本的藍牙模塊而言，信號穩(wěn)定性較差。低性能的pcb天線導致信號發(fā)射和接收對方向有明顯的依賴性。室內(nèi)環(huán)境復雜，使得藍牙信號產(chǎn)生階躍或周期性波動，難以精確室內(nèi)定位難以和室外gps獲得的坐標進行無縫轉(zhuǎn)換，這很大程度上妨礙了室內(nèi)定位技術的商業(yè)普及應用。室內(nèi)定位技術的另一個問題是大部分室內(nèi)定位系統(tǒng)都基于局部坐標系建立的，無法和室外的gps定位銜接起來。最終導致室內(nèi)和室外定位系統(tǒng)只能分別單獨使用，給用戶帶來不便。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于單個或多個藍牙發(fā)射單元的微星基站定位系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種基于單個或多個藍牙發(fā)射單元的微星基站定位系統(tǒng)，所述基于單個或多個藍牙發(fā)射單元的微星基站定位系統(tǒng)，包括：

至少一個微星基站，安裝在坐標已知的固定點上，用于傳遞定位使用的信息，這些信息的包括但不限于微星基站的標識碼、坐標、樓層、房間號、信號傳播參數(shù)、工作模式的電文信息；

用戶設備上的微星基站定位系統(tǒng)；通過無線信號與微星基站連接，用于接收微星基站的信號和解析得到的電文信息并計算自身的一維，二維或者三維坐標。

進一步，所述坐標還包括球坐標系統(tǒng)坐標wgs84坐標、cgcs2000坐標、獨立坐標系坐標、室內(nèi)坐標系坐標及加密后坐標系坐標；多個微星基站構(gòu)成自組網(wǎng)體系。

進一步，所述微星基站由一個或多個藍牙單元和一個微控制單元mcu組成；

每個藍牙單元由藍牙芯片、藍牙信號天線以及外圍電路組成；藍牙單元按照一定幾何構(gòu)型排布來提高藍牙信號的質(zhì)量；

所有的藍牙單元都與微控制單元mcu連接；其中部分藍牙單元用于藍牙信號的發(fā)射，另外一部分藍牙單元用于藍牙信號的接收；所述微控制單元mcu負責控制各個藍牙單元工作。

進一步，用戶設備上的微星基站定位系統(tǒng)包括用戶終端，通過解析電文信息和測量到微星基站的距離實現(xiàn)實時定位；所述用戶終端通過只需掃描到藍牙信號即可獲得用于定位的信息，而不需要與微星基站配對鏈接；

用戶終端通過接收到同一微星基站的多個藍牙發(fā)射器的信號強度值rssi，通過數(shù)據(jù)處理策略獲得高精度，高可靠的距離測量值；

用戶終端的定位工作模式包括但不限于獲取空間三維坐標，水平面二維坐標，垂直面二維坐標，一維坐標，里程信息，樓層信息，房間號。

進一步，所述用戶終端掃描多個藍牙模塊和進行測量數(shù)據(jù)計算處理；所述用戶終端包括但不限于智能手機、手環(huán)、追蹤器、嵌入式模塊、智能機器人以及工業(yè)傳感器設備。

本發(fā)明另一目的在于提供一種基于單個或多個藍牙發(fā)射單元的微星基站定位方法，具體包括：

步驟一，在服務區(qū)域按照一定密度，均勻地選擇微星基站安裝點；安裝密度根據(jù)微星基站的有效距離計算；對于三維定位，使服務區(qū)內(nèi)的任何區(qū)域能收到三個或三個以上微星基站的信號；安裝點布滿整個服務區(qū)域；在過道，走廊的帶狀區(qū)域應避免微星基站安裝在同一條直線或近似同一條直線上，使微星基站的部署具有好的幾何強度；

步驟二，將用戶終端關心的微星基站的相關信息注入微星基站；對整個服務區(qū)域需要安裝的微星基站逐個編號，并且將微星基站的編號，坐標，樓層，信號改正參數(shù)的其他相關的信息進行編碼，加密，并注入微星基站；在微星基站工作時，將寫入的信息會以電文的形式廣播給用戶終端；微星基站較多時，布設時需使用空間拓撲分析保證編號相同的兩個微星基站不在同一個工作區(qū)域；

步驟三，逐個安裝微星基站到指定位置，并且啟動微星基站；安裝過程中，應使微星基站安裝的空間位置與步驟二中注入的信息保持一一對應；啟動微星基站后，檢查微星基站的信號是否工作正常，播發(fā)的電文內(nèi)容是否正確；

步驟四，用戶終端開啟藍牙接收功能，能夠掃描獲得微星基站發(fā)射的信號；并且開啟微星基站定位服務，自動獲取收到的微星基站信息，并且解調(diào)電文內(nèi)容；

步驟五，在用戶終端運行的微星基站定位服務能夠?qū)崟r獲取各個微星基站發(fā)射的信號強度rssi，并且解調(diào)出電文中包含的微星基站位置和其他相關信息，通過合適的信號處理與濾波方法從收到的信號中提取穩(wěn)定、可靠的幾何距離信息，并且使用幾何法確定用戶終端的位置；

步驟六，運行在用戶終端上的微星基站定位服務計算得到的坐標通過系統(tǒng)api，配合室內(nèi)地圖，實現(xiàn)室內(nèi)導航、定位、跟蹤、軌跡顯示、監(jiān)控。

進一步，步驟一中，微星基站的幾何強度用定位精度衰減因子pdop評估；定位精度衰減因子定義觀測矩陣a：

式中[x,y,z]為用戶位置，[xi,yi,zi]為第i個微星基站的位置，ρi為用戶位置與第i個微星基站間的幾何距離n為在用戶位置可見微星基站個數(shù)；

根據(jù)觀測矩陣定義協(xié)因數(shù)針q＝(a^t*a)^-1,其中操作符*表示矩陣相乘，操作符(·)^t表示矩陣轉(zhuǎn)置運算，操作符(·)^-1表示矩陣求逆運算；

計算得到的q矩陣是一個3*3的方陣，pdop可用下式計算：

式中qij表示q矩陣的第i行，第j列的元素；pdop越大則認為微星基站幾何構(gòu)型強度越差；在選擇微星基站安裝點階段，通過計算服務區(qū)域各個網(wǎng)點的pdop值確定微星基站安裝點位置是否合理；對于二維定位的情況，可對上述計算方法進行降維處理；

選定微星基站安裝點后，逐個測量各個安裝點的坐標；各個安裝點的坐標保證在同一套坐標系下，該坐標系為房間坐標系、建筑物坐標系的局部坐標系，或為全球坐標系坐標；獲得室內(nèi)微星基站安裝點全球坐標系坐標的方法包括:

相對定位測量的方法；使用gnss方法獲得室外某一個或者幾個標志點的全球坐標系坐標，通過全站儀、經(jīng)緯儀、激光測距儀測量室內(nèi)目標點與室外標志點的相對位置，再計算求得室內(nèi)標志點的全球坐標系坐標；

局部坐標系轉(zhuǎn)換的方法；服務區(qū)域有設計圖紙的局部坐標系的相對位置關系則使用gnss手段測量三個或三個以上建筑物特征點的全球坐標系坐標，利用這些特征點的全球坐標和局部坐標求解兩套坐標系間轉(zhuǎn)換參數(shù)；利用這些轉(zhuǎn)換參數(shù)將局部坐標系坐標全部轉(zhuǎn)換為全球坐標系坐標。

進一步，通過信號處理與濾波方法從收到的信號中提取穩(wěn)定、可靠的幾何距離信息，并且使用幾何法確定用戶終端的位置；用戶到微星基站的幾何距離，用泰勒級數(shù)展開，表達為：

式中ρ0是用戶設備都微星基站的近似幾何距離，ε是非線性誤差；[xi,yi,zi]是第i個微星基站的坐標，[dx,dy,dz]是用戶坐標的增量；忽略掉上式的非線性誤差項，上式表達為：

考慮到多個微星基站的情況，該線性化系統(tǒng)表示為：

e(y)≈ax；

該線性化系統(tǒng)的最小二乘解為

其中是估計得到用戶坐標增量,p是權陣；在求得坐標增量以后，更新近似坐標，并重新計算坐標增量，直到計算得到的坐標增量足夠??；

首次定位時用戶近似坐標未知，使用室外gnss定位結(jié)果作為初始近似坐標，或者使用給某一個基站坐標加一個隨機偏移量的方式設置初始坐標；最小二乘法用于初始化濾波器，后續(xù)的導航定位計算使用擴展的卡爾曼濾波ekf；對于大部分室內(nèi)定位場景，ekf使用隨機游走模型模擬用戶終端坐標移動狀態(tài)，擴展的卡爾曼濾波模型表示為如下形式：

時間更新：

qk是歷元k的過程噪聲矩陣，該矩陣根據(jù)用戶設備的運動速度調(diào)整；

kk是歷元k的濾波增益矩陣,rk是觀測值方差協(xié)方差矩陣，濾波完成后即得更新后的用戶終端位置信息。

本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果為：

本發(fā)明提供一種低成本室內(nèi)定位方案，微星基站成本低，部署方便，無需精密時間同步。

本發(fā)明不改變用戶習慣，使用大眾手機即可獲得與室外定位相當?shù)木取?/p>

本發(fā)明可實現(xiàn)室內(nèi)外定位無縫對接，提升了室內(nèi)定位的用戶體驗。

本發(fā)明通過多個藍牙單元協(xié)同工作的方式提高了藍牙信號測距的準確度，穩(wěn)定性和可靠性，提升了藍牙信號的定位性能。

本發(fā)明的微星基站功耗低，部署方便，無需外接網(wǎng)線，光纖等，維護成本低。可根據(jù)室內(nèi)場景，實現(xiàn)一維，二維，三維定位，環(huán)境適應性好，可擴展性好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的基于單個或多個藍牙發(fā)射單元的微星基站定位系統(tǒng)示意圖。

圖中：1、微星基站；2、用戶設備上的微星基站定位系統(tǒng)。

圖2是本發(fā)明實施例提供的微星基站物理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例提供的微星基站功能邏輯結(jié)構(gòu)示意框圖。

圖4是本發(fā)明實施例提供的微星基站定位技術具體實施步驟流程圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明的應用原理作進一步描述。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的基于單個或多個藍牙發(fā)射單元的微星基站定位系統(tǒng)，包括兩部分組成，微星基站1和運行在用戶設備上的微星基站定位系統(tǒng)2；

該系統(tǒng)運行需要部署兩個或兩個以上的微星基站1安裝在坐標已知的固定點上。

用戶設備上的微星基站定位系統(tǒng)2通過接收微星基站的信號和解析得到的電文信息計算自身的一維，二維或者三維坐標。

如需計算用戶的一維或者二維坐標需要至少兩個微星基站；如需計算用戶的三維坐標，則需至少三個微星基站。單個微星基站1自身具有藍牙信號發(fā)射和接收功能。微星基站1內(nèi)部的藍牙模塊通過微控制器(mcu)進行模塊之間的鏈接和信號傳輸控制。并且微星基站1與基站之間具備信號之間的相互傳遞和組網(wǎng)功能。

本發(fā)明涉及的微星基站電氣原理如圖2所示，本發(fā)明涉及的微星基站由一個或多個藍牙單元組成和一個微控制單元組成。每個藍牙單元由藍牙芯片，藍牙信號天線以及外圍電路組成。藍牙單元按照一定幾何構(gòu)型排布來提高藍牙信號的質(zhì)量。所有的藍牙單元都與微控制單元(mcu)連接。其中部分藍牙單元用于藍牙信號的發(fā)射，另外一部分藍牙單元用于藍牙信號的接收。mcu負責控制各個藍牙單元工作。整個微星基站具有自組網(wǎng)和信號傳遞的功能。

本發(fā)明涉及的微星基站邏輯功能結(jié)構(gòu)如圖3所示。每個藍牙單元負責獨立藍牙信號發(fā)射或接收，整個微星基站可能包含一個或多個藍牙單元獨立發(fā)射/接收藍牙信號。所有藍牙單元都受為微控制單元(mcu)控制。微控制單元(微星基站管理模塊)主要完成四個方面的工作：(1)藍牙單元管理，包括控制藍牙單元工作，實現(xiàn)藍牙單元電文上注等；(2)電文編碼和加密工作，mcu按照一定的規(guī)則對微星基站需要播發(fā)的電文，按照一定的數(shù)據(jù)協(xié)議進行編碼和加密，保證電文正確，可靠地發(fā)送到用戶設備。(3)各個藍牙單元的健康狀態(tài)監(jiān)測，mcu通過與各個藍牙單元之間的通信，掌握各個藍牙單元的工作狀況，通過藍牙接收單元監(jiān)控周圍其他微星基站的工作狀態(tài)以及藍牙信號校準；(4)實現(xiàn)微星基站的命令系統(tǒng)，系統(tǒng)管理員通過與mcu之間的通信向微星基站發(fā)送命令實現(xiàn)微星基站的配置，控制以及查詢工作狀態(tài)等。微星基站的軟硬件一起構(gòu)成了整個定位系統(tǒng)的服務端，而用戶終端則是運行了微星基站定位服務軟件的移動設備，如智能手機等。

如圖4所示，本發(fā)明實施例提供的基于單個或多個藍牙發(fā)射單元的微星基站定位方法，具體包括：

s101：在服務區(qū)域按照一定密度，均勻地選擇微星基站安裝點；安裝密度根據(jù)微星基站的有效距離計算；對于三維定位，使服務區(qū)內(nèi)的任何區(qū)域能收到三個或三個以上微星基站的信號；安裝點布滿整個服務區(qū)域；在過道，走廊的帶狀區(qū)域應避免微星基站安裝在同一條直線或近似同一條直線上，使微星基站的部署具有好的幾何強度；

s102：將用戶終端關心的微星基站的相關信息注入微星基站；對整個服務區(qū)域需要安裝的微星基站逐個編號，并且將微星基站的編號，坐標，樓層，信號改正參數(shù)的其他相關的信息進行編碼，加密，并注入微星基站；在微星基站工作時，將寫入的信息會以電文的形式廣播給用戶終端；微星基站較多時，布設時需使用空間拓撲分析保證編號相同的兩個微星基站不在同一個工作區(qū)域；

s103：逐個安裝微星基站到指定位置，并且啟動微星基站；安裝過程中，應使微星基站安裝的空間位置s102中注入的信息保持一一對應；啟動微星基站后，檢查微星基站的信號是否工作正常，播發(fā)的電文內(nèi)容是否正確；

s104：用戶終端開啟藍牙接收功能，能夠掃描獲得微星基站發(fā)射的信號；并且開啟微星基站定位服務，自動獲取收到的微星基站信息，并且解調(diào)電文內(nèi)容；

s105：在用戶終端運行的微星基站定位服務能夠?qū)崟r獲取各個微星基站發(fā)射的信號強度rssi，并且解調(diào)出電文中包含的微星基站位置和其他相關信息，通過合適的信號處理與濾波方法從收到的信號中提取穩(wěn)定、可靠的幾何距離信息，并且使用幾何法確定用戶終端的位置；

s106：運行在用戶終端上的微星基站定位服務計算得到的坐標通過系統(tǒng)api，配合室內(nèi)地圖，實現(xiàn)室內(nèi)導航、定位、跟蹤、軌跡顯示、監(jiān)控。

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的的應用原理作進一步描述。

本發(fā)明實施例提供的基于單個或多個藍牙發(fā)射單元的微星基站定位方法中，

1)在本系統(tǒng)的服務區(qū)域按照一定密度，盡量均勻地選擇微星基站安裝點。安裝密度應根據(jù)微星基站的有效距離計算，對于三維定位的情況，應保證服務區(qū)內(nèi)的任何區(qū)域能收到三個或三個以上微星基站的信號，安裝點應盡可能布滿整個服務區(qū)域。在過道，走廊等帶狀區(qū)域應避免微星基站安裝在同一條直線或近似同一條直線上，保證微星基站的部署具有較好的幾何強度。微星基站幾何強度可用定位精度衰減因子(pdop)評估。幾何精度衰減因子可定義觀測矩陣a：

式中[x,y,z]為用戶位置，[xi,yi,zi]為第i個微星基站的位置，ρi為用戶位置與第i個微星基站間的幾何距離n為在用戶位置可見微星基站個數(shù)?？筛鶕?jù)觀測矩陣定義協(xié)因數(shù)針q＝(a^t*a)^-1,其中操作符*表示矩陣相乘，操作符(·)^t表示矩陣轉(zhuǎn)置運算，操作符(·)^-1表示矩陣求逆運算。計算得到的q矩陣是一個3*3的方陣，pdop可用下式計算：

式中qij表示q矩陣的第i行，第j列的元素。pdop越大則認為微星基站幾何構(gòu)型強度越差。在選擇微星基站安裝點階段，可通過計算服務區(qū)域各個各網(wǎng)點的pdop值確定微星基站安裝點位置是否合理。對于二維定位的情況，可對上述計算方法進行降維處理，計算過程類似。

選定微星基站安裝點后，需要逐個測量各個安裝點的坐標。各個安裝點的坐標應保證在同一套坐標系下，該坐標系可以是房間坐標系，建筑物坐標系等局部坐標系，也可以全球坐標系坐標，如wgs84坐標系，cgcs2000坐標系等。使用全球坐標系坐標是實現(xiàn)室內(nèi)外無縫定位的前提條件，因此使用全球坐標系坐標具有更大的實用價值。獲得室內(nèi)微星基站安裝點全球坐標系坐標的方法有兩種:

(1)使用gnss定位方法獲得室外某一個或者幾個標志點的全球坐標系坐標，通過相對定位手段，如全站儀，經(jīng)緯儀，激光測距儀等設備測量室內(nèi)目標點與室外標志點的相對位置，再計算求得室內(nèi)標志點的全球坐標系坐標。(2)使用局部坐標系地圖進行坐標轉(zhuǎn)換的方法。如果服務區(qū)域有設計圖紙等局部坐標系的相對位置關系，則可以使用gnss手段測量三個或三個以上建筑物特征點的全球坐標系坐標，利用這些特征點的全球坐標和局部坐標求解兩套坐標系間轉(zhuǎn)換參數(shù)。利用這些轉(zhuǎn)換參數(shù)就可以將局部坐標系坐標全部轉(zhuǎn)換為全球坐標系坐標。這樣只需測量微星基站安裝點在局部坐標系的坐標即可轉(zhuǎn)換得到其全球坐標系坐標。

2)將用戶設備關心的微星基站的相關信息注入微星基站。該步驟需要對整個服務區(qū)域需要安裝的微星基站逐個編號，并且將微星基站的編號，坐標，樓層，信號改正參數(shù)等其他相關的信息進行編碼，加密，并注入微星基站，在微星基站工作時，會將寫入的信息會以電文的形式廣播給用戶終端設備。對于面積較大的室內(nèi)定位場景，需要布設的微星基站較多，此時微星基站編號需要特殊處理，避免基站編號重復。受電文編碼長度研制，微星基站編號所占比特數(shù)有限。在布設微星基站較多的場景需要使用基站編號復用來實現(xiàn)大規(guī)模基站協(xié)同工作。布設時需使用空間拓撲分析保證編號相同的兩個微星基站不在同一個工作區(qū)域。

3)逐個安裝微星基站到指定位置，并且啟動微星基站。安裝過程中，應保證微星基站安裝的空間位置與步驟2)中注入的信息保持一一對應。啟動微星基站后，應檢查微星基站的信號是否工作正常，播發(fā)的電文內(nèi)容是否正確。

用戶終端定位部分是在系統(tǒng)投入運營期間通過接收微星基站信號，解析電文內(nèi)容，實時計算用戶設備當前位置。用戶端設備可以是智能手機，手環(huán)等可穿戴設備，也可以是具有藍牙通信和計算能力的傳感器。無論哪種硬件平臺，都應預裝本系統(tǒng)包含的微星基站定位服務軟件。用戶終端定位部分也包括三個步驟：

4)用戶終端開啟藍牙接收功能，并且開啟微星基站定位服務。開啟藍牙接收功能，用戶設備能夠掃描獲得微星基站發(fā)射的信號，開啟微星基站定位服務，該服務會自動獲取收到的微星基站信息，并且解調(diào)電文內(nèi)容。

5)在用戶終端運行的微星基站定位服務能夠?qū)崟r獲取各個微星基站發(fā)射的信號強度(rssi)，并且解調(diào)出電文中包含的微星基站位置和其他相關信息，通過合適的信號處理與濾波方法從收到的信號中提取穩(wěn)定、可靠的幾何距離信息，并且使用幾何法確定用戶設備的位置。用戶到微星基站的幾何距離，可以用泰勒級數(shù)展開，表達為：

式中ρ0是用戶設備都微星基站的近似幾何距離，ε是非線性誤差；[xi,yi,zi]是第i個微星基站的坐標，[dx,dy,dz]是用戶坐標的增量。忽略掉上式的非線性誤差項，上式可以表達為：

考慮到多個微星基站的情況，該線性化系統(tǒng)可表示為：

e(y)≈ax；

該線性化系統(tǒng)的最小二乘解為

其中是估計得到用戶坐標增量,p是權陣。在求得坐標增量以后，更新近似坐標，并重新計算坐標增量，直到計算得到的坐標增量足夠小。首次定位時用戶近似坐標未知，此時可以使用某一個基站坐標加一個隨機偏移量的方式設置初始坐標。最小二乘法通常僅被用于初始化濾波器，后續(xù)的導航定位計算通常使用擴展的卡爾曼濾波(ekf)。對于大部分室內(nèi)定位場景，ekf可以使用隨機游走模型模擬用戶設備坐標移動狀態(tài)，擴展的卡爾曼濾波模型可以表示為如下形式：

時間更新：

qk是歷元k的過程噪聲矩陣，該矩陣可根據(jù)用戶設備的運動速度調(diào)整。

kk是歷元k的濾波增益矩陣,rk是觀測值方差協(xié)方差矩陣，濾波完成后即得更新后的用戶設備位置信息。

6)運行在用戶終端上的微星基站定位服務計算得到的坐標通過系統(tǒng)api或者其他方式，提供給其他應用程序，配合室內(nèi)地圖，本系統(tǒng)可以實現(xiàn)室內(nèi)導航，定位，跟蹤，軌跡顯示，監(jiān)控等功能。其中實現(xiàn)監(jiān)控和跟蹤功能需要用戶設備將定位結(jié)果通過一定的數(shù)據(jù)通信方式，如wi-fi,藍牙，蜂窩網(wǎng)絡等將定位結(jié)果回傳至中心服務器，實現(xiàn)定位，導航，監(jiān)控等應用功能。

本發(fā)明實施例提供的基于單個或多個藍牙發(fā)射單元的微星基站定位系統(tǒng)中，每個微星基站由單個或多個同時工作的藍牙發(fā)射器和若干個藍牙接收器構(gòu)成，利用兩個或兩個以上的微星基站作為定位信號源，向用戶終端播發(fā)微星基站的位置和相關信息，用戶終端通過解析電文信息和測量到微星基站的距離實現(xiàn)實時定位功能。

定位系統(tǒng)具備開機即得的功能，跟室外gnss定位過程有相似之處，但是使用的測距技術不同。用戶定位時不需要預先知道定位環(huán)境的任何信息(如指紋庫等)，即可直接對接室外gnss定位系統(tǒng)，實現(xiàn)智能終端的室內(nèi)外無縫定位。

微星基站向用戶終端傳遞用于定位的電文信息，電文內(nèi)容包括但不限于微星基站的標識碼、坐標、樓層、房間號，信號傳播參數(shù)、工作模式等。

向用戶終端傳遞的微星基站坐標信息，其坐標系統(tǒng)包括全球坐標系統(tǒng)坐標如wgs84坐標，cgcs2000坐標，也包括獨立坐標系坐標，室內(nèi)坐標系坐標，加密后坐標系坐標等。

用戶終端只需掃描到藍牙信號即可獲得用于定位的信息，而不需要配對鏈接。

用戶終端可通過接收到同一微星基站的多個藍牙發(fā)射器的信號強度值(rssi)，通過數(shù)據(jù)處理策略獲得高精度，高可靠的距離測量值。

用戶終端的定位工作模式包括，但不限于獲取空間三維坐標，水平面二維坐標，垂直面二維坐標，一維坐標，里程信息，樓層信息，房間號等。

用戶終端具有掃描多個藍牙設備的能力和測量數(shù)據(jù)計算處理的能力，包括但不限于智能手機，手環(huán)，追蹤器等可穿戴設備，以及嵌入式模塊，智能機器人，設備傳感器等工業(yè)傳感器設備。

由兩個或兩個以上的微星基站組成的定位系統(tǒng)，具備自動組網(wǎng)功能，微星基站間具備信號自動校準和通信功能。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。