摘 要：针对行人航位推算算法中误差积累的问题，提出并实现了一种蓝牙纠正＋地图匹配辅助行人航位推算的室内定位方法：首先通过划分矢量域对手机航向角予以校正，削弱线性矢量域的累积误差，并使用蓝牙信号强度模型反演距离，达到纠正关键点的效果。实验结果表明，该方法在保证了ＰＤＲ 的实时性以及短时间内的高精度性的同时，大幅削弱了ＰＤＲ 的误差，在一定程度上提高了系统整体的精度、可靠性以及抗差性。

超宽带（ｕｌｔｒａ ｗｉｄｅｂａｎｄ，ＵＷＢ）， 无线保真（ｗｉｒｅｌｅｓｓｆｉｄｅｌｉｔｙ，ＷｉＦｉ）等技术的发展，基于位置的服务（ｌｏｃａｔｉｏｎｂａｓｅｄｓｅｒｖｉｃｅ，ＬＢＳ）逐渐成为一项发展的热点。同时，鉴于人们生活中７０％ 的时间是在室内， 室内位置服务的核心———室内定位，近几年有了快速而又显著的发展。

众所周知，２０世纪９０年代随着全球定位系统现代化，以及格洛纳斯卫星导航系统、伽利略和北斗卫星导航系统等全球导航卫星系统的出现， 室外定位技术已经日趋成熟。而对于室内定位技术， 单一的定位技术暂时仍无法满足精度以及稳定性的需要， 往往采用组合定位的方式对多传感器数据进行融合计算。

在此方面， 近些年来涌现了许多定位技术，其中大多基于信号强度来判断， 多是采用红外技术或是信号强度指纹库的方式来进行定位，这些技术或多或少会有一些不便且灵活性不高。相比之下，惯性测量技术无需事先布置硬件， 具有较强的普适性。

综合了定位成本以及定位效果分析， 本文同时将地图数据与惯性测量计算出的坐标进行融合匹配，在控制航向角及步态探测误差的情况下，研究该方法是否具有削弱航位推算的累积误差的问题，提高定位结果精度与稳定性的作用。

行人航迹推算技术是一种基于已知用户的初始位置的相对定位方法。行人航位推算最大的问题就是误差的积累。正因为行人航位推算具有极强的自主性， 往往在测量误差出现后无法及时消除， 而它的连贯性导致上一步段的误差将会被带入下一步段， 最终导致了误差的积累。

地图匹配是一种基于软件技术的定位修正方法，是一种伪测量技术。主要方法是将定位信息与底图中的可通行区域进行比较， 找出与运动轨迹匹配度最高的路径， 将点位进行投影， 并使用途中道路的关键点（例如转弯点）， 对定位过程中的积累误差进行修正。从广义上讲， 地图匹配在室内定位中的应用属于惯性测量定位信息与地图信息的组合应用范畴。

本文分析了基于地图匹配的行人航位推算在室内定位中的应用情况， 证明了该方法可以在一定程度上提高室内航位推算的精度。

１）基于行人航位推算误差易积累的问题， 提出并实现了通过室内地图的地理几何信息对地图进行分域处理， 将地图划分为多种矢量域， 提出了针对不同矢量域的地图匹配算法， 建立地图匹配模型。

２）基于行人航位推算方法短时间内高精度、独立性强的特点，提出并实现了通过地图匹配模型来辅助航向角的纠正， 相比于不加约束的航位推算，该方法大幅削弱了线性矢量域的误差但是拐角处依然存在误差累计。

３）基于蓝牙纠正＋ 地图匹配辅助行人航迹推算法，有效地修正了拐角处的累积误差， 提高了定位的精度。

本文已通过纠正航向角与校正关键点等方法提高了行人航位推算的定位精度， 下一步可以通过融合ＷＩＦＩ指纹库定位算法，增加ＷＩＦＩ数据作为约束条件，尝试通过ＫＦ算法进一步提高定位方法的精度。

引用格式：赵小平，胡安冬，赵文晔．蓝牙和地图辅助行人航位推算的室内定位系统［Ｊ］．测绘科学，２０１６，４１ （７）：５３-５８．

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