本发明涉及室内定位，特别是涉及一种自适应环境的室内定位方法及系统。
背景技术：
1、随着5g技术和物联网技术的蓬勃发展，人们的生产生活场景也逐渐发生改变，对室内位置信息的获取方式和定位精度提出了新要求，推动了基于位置服务的相关技术和产业从室外向室内快速发展。在室外环境中，全球卫星导航系统(gnss)已经随着智能手机的发展而得到了广泛应用，其定位精度已能够满足相关领域对基于位置服务的需求。但是在诸如室内、地下、高楼林立的市区等诸多场景中，由于卫星信号受到建筑物墙体的遮挡，gnss定位性能会大幅下降，导致无法有效地为室内用户提供精准的位置服务。
2、传统的室内定位方式主要包括基于室内密集分布的wifi设备与手机之间的通信方式、使用基于运营商无线通信基站的方式对终端进行定位。其中，基于室内密集分布的wifi设备与手机之间的通信方式中，wifi设备信号所在的频段容易受到干扰，而且覆盖范围有限，用户对于接入陌生wifi设备的戒备心理，以及wifi设备的投资如何回收等，都存在较大的商业模式上的不确定性；而使用运营商无线通信基站的方式是通过测量无线电信号的强度、传播时间、到达角等物理指标，并将其转化成终端与基站之间的距离、角度等信息，最终利用定位算法将距离、角度等信息转化成终端(包括手机、手环、平板等设备)的坐标信息。在室内环境中，通信基站所处的电磁信号环境较之室外更加复杂，无线电信号的传播过程中会经过墙面的多次反射、室内物体的折射和吸收等。这些物理因素会导致通信基站测量得到的诸如距离、角度等信息存在噪声。
3、因此，传统的室内定位方式由于频段容易受到干扰，覆盖范围有限，采集到的信息存在噪声等，往往存在室内定位的精确度较低的问题。
技术实现思路
1、基于此，为了解决上述技术问题，提供一种自适应环境的室内定位方法及系统，可以提高室内定位的精确度。
2、一种自适应环境的室内定位方法，所述方法包括：
3、基于手持终端设备采集各个无线通信基站传输的基站信号，基于所述基站信号查找各个无线通信基站的基站坐标，得到手持终端设备到各个无线通信基站的初步观测距离，建立室内定位测量模型，并根据所述室内定位测量模型计算所述手持终端设备的设备初步坐标；
4、基于所述基站坐标、所述设备初步坐标建立室内环境误差模型，并根据所述室内环境误差模型修正所述初步观测距离；
5、根据修正后的初步观测距离建立无线基站优选模型，并根据所述无线基站优选模型从各个所述无线通信基站中选择目标无线通信基站；
6、确定所述手持终端设备到所述目标无线通信基站的目标初步观测距离，通过所述室内环境误差模型修正所述目标初步观测距离，得到目标观测距离，并根据所述目标观测距离基于所述室内定位测量模型计算出所述手持终端设备的目标坐标。
7、在其中一个实施例中，基于手持终端设备采集各个无线通信基站传输的基站信号，基于所述基站信号查找各个无线通信基站的基站坐标，得到手持终端设备到各个无线通信基站的初步观测距离，建立室内定位测量模型，并根据所述室内定位测量模型计算所述手持终端设备的设备初步坐标，包括：
8、基于所述基站信号，定义各个所述无线通信基站对应的钟差、干扰噪声量、等效距离误差；
9、根据所述钟差、干扰噪声量、等效距离误差确定所述初步观测距离的定位观测方程组；
10、对所述定位观测方程组进行线性化处理，并采用最小二乘法对线性化处理后的定位观测方程组进行求解，得到修正量矩阵；
11、根据所述修正量矩阵计算所述手持终端设备的设备初步坐标。
12、在其中一个实施例中，方法还包括：
13、确定所述手持终端设备在上一时刻的历史位置信息，并确定当前时刻所述手持终端设备的位置变化量；
14、基于所述历史位置信息、所述位置变化量，定义所述手持终端设备的当前时刻位置。
15、在其中一个实施例中，方法还包括：
16、基于所述基站信号，确定所述手持终端设备到各个无线通信基站的toa测量值，并基于所述toa测量值计算出当前室内传播环境系数、噪声干扰系数。
17、在其中一个实施例中，基于所述基站坐标、所述设备初步坐标建立室内环境误差模型，并根据所述室内环境误差模型修正所述初步观测距离，包括：
18、根据所述基站坐标、所述设备初步坐标计算出所述手持终端设备到各个无线通信基站的距离参数；
19、根据所述距离参数、所述室内传播环境系数、噪声干扰系数，建立室内环境误差模型，并根据所述室内环境误差模型修正所述初步观测距离。
20、在其中一个实施例中，根据修正后的初步观测距离建立无线基站优选模型，并根据所述无线基站优选模型从各个所述无线通信基站中选择目标无线通信基站，包括：
21、根据修正后的初步观测距离，确定极点基站；
22、基于所述极点基站建立极坐标系，将各个所述无线通信基站的三维坐标转换为极坐标，并根据所述极坐标确定各个所述无线通信基站的极角；
23、根据所述极角从各个所述无线通信基站中选择目标无线通信基站。
24、在其中一个实施例中，根据所述极角从各个所述无线通信基站中选择目标无线通信基站，包括：
25、将极角最小的基站作为第一目标无线通信基站；
26、将极角最接近于第一角度的两个无线通信基站中选择极长最小的基站作为第二目标无线通信基站；
27、将极角最接近于第二角度的两个无线通信基站中选择极长最小的基站作为第三目标无线通信基站；
28、将极角最大的基站作为第四目标无线通信基站。
29、一种自适应环境的室内定位系统，应用于自适应环境的室内定位方法，所述系统包括：
30、手持终端设备，用于采集各个无线通信基站传输的基站信号，基于所述基站信号查找各个无线通信基站的基站坐标，得到手持终端设备到各个无线通信基站的初步观测距离，建立室内定位测量模型，并根据所述室内定位测量模型计算所述手持终端设备的设备初步坐标；
31、各个所述无线通信基站，用于向所述手持终端设备发送所述基站信号；
32、所述手持终端设备，还用于基于所述基站坐标、所述设备初步坐标建立室内环境误差模型，并根据所述室内环境误差模型修正所述初步观测距离；
33、所述手持终端设备，还用于根据修正后的初步观测距离建立无线基站优选模型，并根据所述无线基站优选模型从各个所述无线通信基站中选择目标无线通信基站；
34、所述手持终端设备，还用于确定所述手持终端设备到所述目标无线通信基站的目标初步观测距离，通过所述室内环境误差模型修正所述目标初步观测距离，得到目标观测距离，并根据所述目标观测距离基于所述室内定位测量模型计算出所述手持终端设备的目标坐标。
35、上述自适应环境的室内定位方法及系统，由于设置了室内环境误差模型，可以对初步观测距离进行修正，可以提升手持终端设备的定位精度；通过建立无线基站优选模型，能够在室内快速选定分布相对均衡的基站，剔除掉可能受到多路径干扰等因素影响导致信号质量不佳的基站，显著降低了方法的复杂度和计算量，从而保证了定位的实时性，且能够在数目众多的基站中，使用尽可能少的基站完成对手持终端设备的精确定位、算法收敛速度快、抗干扰能力强，可以提高室内定位的精确度。
1.一种自适应环境的室内定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的自适应环境的室内定位方法，其特征在于，所述基于手持终端设备采集各个无线通信基站传输的基站信号，基于所述基站信号查找各个无线通信基站的基站坐标，得到手持终端设备到各个无线通信基站的初步观测距离，建立室内定位测量模型，并根据所述室内定位测量模型计算所述手持终端设备的设备初步坐标，包括：
3.根据权利要求2所述的自适应环境的室内定位方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.根据权利要求1所述的自适应环境的室内定位方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求4所述的自适应环境的室内定位方法，其特征在于，所述基于所述基站坐标、所述设备初步坐标建立室内环境误差模型，并根据所述室内环境误差模型修正所述初步观测距离，包括：
6.根据权利要求1所述的自适应环境的室内定位方法，其特征在于，所述根据修正后的初步观测距离建立无线基站优选模型，并根据所述无线基站优选模型从各个所述无线通信基站中选择目标无线通信基站，包括：
7.根据权利要求6所述的自适应环境的室内定位方法，其特征在于，所述根据所述极角从各个所述无线通信基站中选择目标无线通信基站，包括：
8.一种自适应环境的室内定位系统，应用于如权利要求1至7任一项所述的自适应环境的室内定位方法，其特征在于，所述系统包括：
9.根据权利要求8所述的自适应环境的室内定位系统，其特征在于，所述手持终端设备，还用于基于所述基站信号，定义各个所述无线通信基站对应的钟差、干扰噪声量、等效距离误差；根据所述钟差、干扰噪声量、等效距离误差确定所述初步观测距离的定位观测方程组；对所述定位观测方程组进行线性化处理，并采用最小二乘法对线性化处理后的定位观测方程组进行求解，得到修正量矩阵；根据所述修正量矩阵计算所述手持终端设备的设备初步坐标。
10.根据权利要求9所述的自适应环境的室内定位系统，其特征在于，所述手持终端设备，还用于确定所述手持终端设备在上一时刻的历史位置信息，并确定当前时刻所述手持终端设备的位置变化量；基于所述历史位置信息、所述位置变化量，定义所述手持终端设备的当前时刻位置。
