一种混合实时定位系统及方法与流程

本发明涉及信息，具体是一种混合实时定位系统及方法。

背景技术：

1、随着智能无线终端和无线通信技术的快速发展，基于位置的服务在生活中发挥越来越重要的作用，受到了广大消费者高度的赞赏。然而，在室内或者城市街区这类复杂的环境中，基于位置的服务由于定位精度的急剧下降造成服务质量降低。人们在室内或城市街区的活动时间较长，在这一类区域对高精度，低时延，高可靠性的定位技术的需求非常强烈。

2、当前定位系统主要采用基于距离的方法，基于距离的方法有一个基本要求是无线信号在传播过程中存在直射径；由于无线信号在室内或城市街区受到多种干扰以至于不存在直射径信号，因此定位存在较大误差，精度较低，而且传统的定位方法只考虑了单一的定位方式，没有将gps定位方法和rfid定位方法进行融合，定位误差较大；基于以上不足，本发明提出一种混合实时定位系统及方法。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种混合实时定位系统及方法。

2、为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种混合实时定位系统，包括gps定位模块、超声波发射器、数据库、信号采集模块、数据分析模块以及算力监测模块；

3、所述gps定位模块用于通过gps定位技术结合任意四颗卫星对人员当前位置进行定位，获取人员当前位置的gps定位数据并发送至控制器；

4、所述控制器用于将所述gps定位数据展示在显示器的地图上，确定人员所在的大区域；所述大区域包括多个定位监测区域；每个定位监测区域均安装有超声波发射器，所述超声波发射器用于周期性发射超声波信号，且每两个相邻定位监测区域内的超声波发射器的发射频率相异；

5、当人员携带移动终端在定位监测区域内移动时，所述信号采集模块用于接收定位检测区域内的超声波信号并将超声波信号通过无线网络传输至数据分析模块；所述数据分析模块用于根据接收到的超声波信号的频率以及人员当前位置的gps定位数据对人员进行混合定位；

6、所述数据分析模块包括若干个分析终端，在分析终端的分析过程中，所述算力监测模块用于对分析终端的算力占用情况进行监测分析，计算得到算力缺失指数bh；判断是否需要重新分配分析终端的算力资源；

7、若bh＞预设缺失阈值，则判定分析终端的算力资源不足，生成算力扩充信号；所述算力监测模块用于将算力扩充信号上传至控制器，以提醒管理人员扩充所述分析终端的算力资源。

8、进一步地，所述数据分析模块的具体分析步骤如下：

9、获取人员当前位置的gps定位数据，根据gps定位数据从数据库中自动获取位于gps定位数据的定位范围内的各个定位监测区域；

10、由于每个定位检测区域内的超声波发射器周期性发射超声波信号，将接收到的超声波信号的频率与获取的位于gps定位数据的定位范围内的各个定位监测区域的超声波发射器的发射频率值进行匹配；

11、根据匹配结果，在显示器上显示与接收到的超声波信号频率相一致的超声波发射器的定位检测区域名称、编号以及地址。

12、进一步地，所述算力监测模块的具体监测过程如下：

13、按照预设间隔采集分析终端的算力占用率并标记为zy，建立算力占用率zy随时间变化的曲线图；

14、当曲线图处于上升阶段时，对曲线图进行求导获取占用率变化速率曲线图；将分析终端的实时算力占用率变化速率标记为wt；

15、将wt与预设速率阈值相比较；若wt＞预设速率阈值，则表示分析终端忙于数据分析，在对应的曲线图中截取对应的曲线段进行标注；

16、在预设时间内，统计标注曲线段的数量为p1，将所有的标注曲线段对时间进行积分得到标注参考能量we，利用公式wq＝p1×g1+we×g2计算得到分析终端的运算吸引值wq，其中g1、g2均为预设系数因子；

17、获取所述分析终端的当前算力占用率为zt，利用公式bh＝f×(zt×g3+wq×g4)计算得到所述分析终端的算力缺失指数bh，其中g3、g4均为预设系数因子；f为预设补偿系数。

18、进一步地，所述gps定位模块包括卫星接收机，具体定位步骤为：

19、s1：卫星不间断的向外界发送自己在该时刻的坐标信息，所述卫星接收机用于接收卫星坐标信息，并将卫星坐标信息接收时刻与卫星坐标信息发送时刻进行差值计算得到传输时长；

20、s2：用传输时长乘以传播速度获得卫星接收机和卫星的距离，通过任意四颗卫星对人员当前位置进行定位；定位公式如下：

21、

22、

23、

24、

25、其中，(x1，y1，z1)为卫星1的位置坐标；(x2，y2，z2)为卫星2的位置坐标；(x3，y3，z3)为卫星3的位置坐标；(x4，y4，z4)为卫星4的位置坐标；c为光速，t1为卫星1的传输时长；t2为卫星2的传输时长；t3为卫星3的传输时长；t4为卫星4的传输时长；(x，y，z)为卫星接收机的位置坐标，即人员当前位置的gps定位数据。

26、进一步地，所述信号采集模块包括移动终端内置的麦克风。

27、进一步地，所述数据库内存储有各个定位监测区域的名称、编号、地址以及各个定位监测区域内的超声波发射器的发射频率值。

28、进一步地，一种混合实时定位方法，包括如下步骤：

29、步骤一：利用gps定位技术通过任意四颗卫星对人员当前位置进行定位，获取人员当前位置的gps定位数据；

30、步骤二：通过控制器将人员当前位置的gps定位数据展示在显示器的地图上，确定人员所在的大区域；所述大区域包括多个定位监测区域；

31、步骤三：当人员携带移动终端在定位监测区域内移动时，所述信号采集模块用于接收定位检测区域内的超声波信号；每个定位监测区域均安装有超声波发射器，所述超声波发射器用于周期性发射超声波信号；

32、步骤四：通过数据分析模块根据接收到的超声波信号的频率以及人员当前位置的gps定位数据对人员进行混合定位，确定人员所在的定位监测区域并在显示器上显示所述定位检测区域的名称、编号以及地址；

33、步骤五：所述数据分析模块包括若干个分析终端，在分析终端的分析过程中，通过算力监测模块对分析终端的算力占用情况进行监测分析，计算得到算力缺失指数bh；判断是否需要重新分配分析终端的算力资源。

34、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

35、1、本发明中gps定位模块用于利用gps定位技术通过任意四颗卫星对人员当前位置进行定位，获取人员当前位置的gps定位数据，确定人员所在的大区域；通过在每个定位监测区域内安装一个超声波发射器，且每两个相邻定位监测区域内的超声波发射器的发射频率相异，当人员携带移动终端在定位监测区域内移动时，信号采集模块用于接收定位检测区域内的超声波信号；数据分析模块根据接收到的超声波信号的频率以及人员当前位置的gps定位数据对人员进行混合定位，确定人员所在的定位监测区域，从而通过gps与超声波的结合，实现人员的精确定位，能判断人员是否已经进入车厢、楼道等较小的区域；

36、2、本发明中数据分析模块包括若干个分析终端，在分析终端的分析过程中，算力监测模块用于对分析终端的算力占用情况进行监测分析，计算得到算力缺失指数bh；判断是否需要重新分配分析终端的算力资源；若bh＞预设缺失阈值，则判定分析终端的算力资源不足，生成算力扩充信号；以提醒管理人员扩充分析终端的算力资源，提高数据分析效率。