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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种基于信号传播模型的FM室内指纹库在线构建方法，首先基于室内地图数据构建FM室内信号传播模型，利用PDR定位技术辅助采集FM指纹数据并对模型参数进行实时解算和更新，最终实现FM室内指纹库的在线构建与更新。本发明为基于FM广播信号的指纹定位技术提供了一种室内指纹库的在线构建方法，不需要离线阶段大量的现场勘测和指纹采集工作，可以极大的减少建库工作量，提高指纹定位方法在实际工程中的应用价值。

主权项：1.一种基于信号传播模型的FM室内指纹库在线构建方法，其特征在于：基于信号传播模型利用行人航位推算（PedestrianDeadReckoning,PDR）定位技术辅助实现FM广播信号室内指纹库的在线构建与更新，具体包括以下步骤：步骤一：获取并加载室内地图数据，基于室内地图数据提取窗户和墙壁的位置信息并选择FM指纹库的基准参考点，根据室内地图数据对FM指纹库的基准参考点进行信号穿墙检测，最后根据穿墙检测结果对基准参考点进行视线传播、非视线传播的判断和分组；步骤二：设计并建立FM室内信号传播模型，根据室内各基准参考点的判断分组结果将FM室内信号传播模型分为以下两种情况：即基准参考点与信号源为视线传播、基准参考点与信号源为非视线传播，分别设计并建立FM室内信号视线传播与非视线传播模型，此时FM室内信号传播模型中的待解参数为：信号源功率RSSI（ReceivedSignalStrengthIndicator，RSSI）和路径损耗指数PLE（PathLossExponent，PLE）；步骤三：为解算FM室内信号传播模型参数，在行走过程中基于PDR定位技术辅助采集FM信号各频道的RSSI数据得到辅助参考点指纹数据，然后对辅助参考点指纹数据进行信号穿墙检测，并根据信号源的不同进行分组，由辅助参考点指纹数据分组结果基于最小二乘法和邻近指纹相似性解算FM室内信号传播模型的参数，最终得到信号源功率RSSI和路径损耗指数PLE，完成FM室内信号传播模型参数的解算；步骤四：根据已解FM室内信号传播模型参数和步骤一中FM指纹库基准参考点的视线传播与非视线传播判断分组结果，分别基于FM室内信号视线传播与非视线传播模型对FM指纹库基准参考点的指纹数据进行计算，完成FM指纹库的构建；步骤五：在FM指纹库构建完成之后，基于最新采集的FM指纹数据作为辅助参考点指纹数据重复步骤三中信号传播模型的参数解算方法对模型参数进行修正，同时计算原FM指纹库以及最新采集的FM指纹数据的信号特征即均值和标准差，调整原FM指纹库信号特征与新采集的指纹数据特征一致，最终完成FM指纹库的更新；所述步骤三具体实现如下：基于PDR定位技术得到行人行走过程中的步数、步长以及航向，解出每行走一步的定位结果，也即辅助参考点的位置，同时采集FM广播信号多频道RSSI数据，记为，其中N为频道数量，随后将采集的FM广播信号N频道的RSSI数据与当前时刻辅助参考点的位置进行时间同步组成FM辅助参考点指纹数据；然后基于室内地图数据对FM辅助参考点指纹数据进行信号的穿墙检测，其中所述的“穿墙检测”具体为检测当前采集辅助参考点指纹数据的位置与FM信号源之间是否穿过墙壁障碍，若辅助参考点与FM信号源之间未穿过障碍，则认为找到该辅助参考点的视线传播信号源，记为LOS-RP辅助参考点指纹数据，若辅助参考点与FM信号源之间穿过障碍，则认为未找到该辅助参考点的视线传播信号源，记为NLOS-RP辅助参考点指纹数据；随后分别对LOS-RPNLOS-RP辅助参考点指纹数据进行源选择，找到相应的信号源，根据信号源的不同进行分组，最终得到具有相同信号源的辅助参考点指纹数据的分组；基于以上辅助参考点指纹数据的分组结果，使用具有相同信号源的辅助参考点数据对FM室内信号源的参数进行解算，包括信号源功率RSSI以及路径损耗指数PLE，模型参数解算的基本公式具体如下： ，其中未知参数为：和，是信号源第频道的RSSI，是信号源第频道的路径损耗指数PLE，已知参数为：、和，为行走过程中采集到的RSSI，为辅助参考点距离信号源的距离，；使用最小二乘法对信号源功率RSSI和路径损耗指数PLE进行拟合解算；根据指纹数据数量，分两种情况进行参数求解，当可用于解算信号源的数据量大于或等于某一阈值时，使用最小二乘拟合解算参数；其他情况则根据邻近指纹的相似性进行估计，这里邻近指纹相似性具体指：相邻信号源所能接收的室外FM广播信号功率具有一致性，则它们具有相同的信号源参数；最终完成FM室内信号传播模型参数的解算。

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