一种跨系统传递定位数据的定位方法及系统

技术领域

本发明涉及定位导航技术领域，尤其涉及一种跨系统传递定位数据的定位方法及系统。

背景技术

移动终端包括手机、穿戴设备等是人们常用的通讯、辅助工具，其中，大部分实现了定位使用者位置的功能。定位功能不仅能使使用者随时知道自己所处的位置，方便规划行经路径，也能使与该移动终端连接的设备随时能查询到该使用者当前的位置。现有移动终端定位技术中，主要包括WLAN(无线局域网)网络定位、蓝牙信标定位、UWB(Ultra-WideBand，超宽带技术)定位及地磁定位。

其中，WLAN网络定位主要用于室内定位场景，使用三角定位技术，属于一种被动定位技术。三角定位技术需要在定位场景中部署数量众多的WLAN热点设备，使移动终端能够时刻收到三台及以上WLAN热点设备的信号，从而在WLAN网络侧通过至少三台WLAN热点设备采集到的移动终端信号强度信息对移动终端进行定位。蓝牙信标定位也是采用三角定位技术，常用于商场超市室内环境中。

UWB定位在对移动终端进行定位时，UWB基站向移动终端发送脉冲数据，记录发送时间及发送方位角，并根据移动终端返回脉冲数据的时间获得脉冲数据单程时间，再乘以光速计算移动终端与UWB基站间的距离，具备极强的抗干扰能力，使定位误差减小。地磁定位是行进中的载体实时采集地磁场特征信息，并将实时采集的地磁场特征信息与已经存储的地磁基准图进行比较，根据相应的准则获取最佳匹配结果，实现载体的自主定位。

然而，上述四种现有定位技术存在多种缺点，例如，WLAN网络定位中，移动终端在进行定位时需要打开WLAN网络开关并连接对应的WLAN网络(SSID)；设备安装需要全面考察室内环境，避免建筑内的遮挡情况；精度与WLAN设备的安装密度有很大关系；且设备较昂贵。

蓝牙信标定位中，蓝牙信标定位属于移动终端发起的主动定位，依赖移动终端上开启响应的权限；另外，蓝牙信标普遍使用电池供电，随着运行时间的增加，工作状态会有显著变化，进而影响定位精度；还有，蓝牙信标通常是不可网管设备并且需要部署的数量庞大，运维成本较高；而且蓝牙协议工作在2.4GHz频段，和目前路网中一些线路的CBTC系统频段相同，存在射频干扰。

UWB定位中，需要部署UWB定位基站，被定为的设备上需要安装有UWB定位标签；且定位标签属于专用设备，使用范围受限；另外，整体造价较高。

地磁定位中，初始位置获取时，地磁定位是相对位置，所以单纯依靠地磁定位无法立刻获取初始位置的，很多方案都要求用户在使用定位前在室内行走5～8米甚至更长距离，以帮助获取初始位置。

综上所述，移动终端在室内环境下无法使用GPS、A-GPS(移动基站辅助定位)进行定位时，需要在室内安装大量的基站设备，建设及运维成本较高；同时需要移动终端上安装专用的定位模组，无法在移动设备上广泛使用；还有，单一使用某种技术时定位速度较慢，不能及时提供移动终端的准确位置。

发明内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种跨系统传递定位数据的定位方法及系统，以解决现有技术中定位不准确的问题。

本发明提出的一种跨系统传递定位数据的定位方法，包括以下步骤：

步骤101，移动终端连接WLAN接入网络，获取IP地址；

步骤102，移动终端将自己的IP地址通过WLAN接入网络发送给初始位置计算服务器；

步骤103，初始位置计算服务器向WLAN接入网络发送查询请求，其中携带移动终端IP地址；

步骤104，WLAN接入网络向初始位置计算服务器返回移动终端位置信息；

步骤105，初始位置计算服务器将初始位置信息返回给移动终端；

步骤106，移动终端向定位引擎发送定位查询请求，查询请求中携带自己在WLAN接入网络的初始位置及移动终端获取的周边地磁信息；

步骤107，定位引擎向移动终端返回定位导航数据，其中包括移动终端位置坐标。

优选地，步骤102具体包括：

移动终端通过WLAN接入网络向初始位置计算服务器发送初始位置计算请求，该请求中包含请求标记及该移动终端的IP地址。

优选地，步骤104之前包括：

WLAN接入网络以移动终端IP地址作为查询条件，查询移动终端在WLAN网络中的位置。

优选地，步骤106之前还包括：移动终端通过地磁传感器获取周边地磁信息，并结合从初始位置计算服务器获取的初始位置信息，组合成定位查询请求。

优选地，步骤107之后还包括：移动终端在本地用户UI上将移动终端位置标识在室内地图上，提供给使用者定位及导航相关功能。

本发明还提供了一种跨系统传递定位数据的定位系统，包括：

移动终端，与WLAN接入网络进行连接；

WLAN接入网络，为移动终端提供网络接入服务，为移动终端提供IP地址；并根据初始位置计算服务器的请求查询移动终端的初始位置信息，反馈给初始位置计算服务器；

初始位置计算服务器，与WLAN接入网络连接，接收移动终端的初始位置查询请求，向WLAN接入网络查询移动终端的初始位置，并返回查询结果给移动终端；

定位引擎，连接WLAN接入网络，接收移动终端的定位查询请求，根据移动终端在WLAN接入网络的初始位置及移动终端获取的周边地磁信息计算移动终端的位置信息，返回给移动终端。

优选地，移动终端具体包括：

WLAN无线网卡，用于与WLAN接入网络建立连接，并获取自己的IP地址，然后将自己的IP地址通过WLAN接入网络发送给初始位置计算服务器，并接收来自初始位置计算服务器返回的该移动终端的初始位置信息；

地磁传感器，用于获取移动终端的周边地磁信息；

定位导航APP，用于向定位引擎发送定位查询请求，查询请求中携带自己在WLAN接入网络的初始位置及移动终端获取的周边地磁信息，然后接收定位引擎返回的移动终端位置坐标。

本发明中，集成移动终端上定位APP、WLAN网络设备和地磁指纹定位服务，实现三者之间初始定位信息的查询和共享，从而为地磁定位提供准确的初始位置，加速了地磁定位导航缩小地磁指纹数据库的速度，从而快速为移动终端用户提供准确的室内环境下定位导航信息。

另外，由于目前IOS系统只能支持获取自身IP地址，安卓系统根据各移动厂家限制，部分也只能获取自身IP地址，为了解决安卓系统和苹果IOS系统上行为统一性问题，本发明使用移动终端IP地址进行初始位置查询，统一上述两种移动终端操作系统平台上的初始位置查询条件。

附图说明

图1为本发明提出的一种跨系统传递定位数据的定位系统结构图；

图2为本发明提出的一种跨系统传递定位数据的定位方法流程图；

图3为本发明提出的移动终端连接WLAN接入网络具体过程图；

图4为本发明提出的移动终端发送给初始位置计算服务器的消息格式图；

图5为本发明提出的初始位置计算服务器向移动终端返回消息格式图。

具体实施方式

本发明实施例提出了一种跨系统传递定位数据的定位系统，如图1所示，包括：移动终端100、WLAN接入网络200、初始位置计算服务器300和定位引擎400。

其中，移动终端100，通过WLAN协议与WLAN接入网络200进行连接，具体包括：WLAN无线网卡，用于与WLAN接入网络建立连接，并获取自己的IP地址，然后将自己的IP地址通过WLAN接入网络发送给初始位置计算服务器，并接收来自初始位置计算服务器返回的该移动终端的初始位置信息；地磁传感器，用于获取移动终端的周边地磁信息；定位导航APP，用于向定位引擎发送定位查询请求，查询请求中携带自己在WLAN接入网络的初始位置及移动终端获取的周边地磁信息，然后接收定位引擎返回的移动终端位置坐标。

WLAN接入网络200，为移动终端100提供网络接入服务，为移动终端100提供IP地址；并根据初始位置计算服务器300的请求查询移动终端100的初始位置信息，反馈给初始位置计算服务器300。

初始位置计算服务器300，与WLAN接入网络200通过本地有线连接，接收移动终端100的初始位置查询请求，向WLAN接入网络200查询移动终端的初始位置，并返回查询结果给移动终端100；

定位引擎400，跨公网连接云服务到WLAN接入网络200，接收移动终端100的定位查询请求，根据移动终端在WLAN接入网络的初始位置及移动终端获取的周边地磁信息计算移动终端的位置信息，返回给移动终端100。

本发明实施例提出了一种跨系统传递定位数据的定位方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤101，移动终端连接WLAN接入网络，获取IP地址。具体过程分为两个阶段，如图3所示，第一阶段移动终端与WLAN接入网络建立连接，具体包括：移动终端向WLAN接入网络发送Probe请求，WLAN接入网络向移动终端返回Probe响应；移动终端向WLAN接入网络发送Authentication请求，WLAN接入网络向移动终端返回Authentication响应；移动终端向WLAN接入网络发送Association请求，WLAN接入网络向移动终端返回Association响应。第二阶段移动终端从WLAN接入网络中获取IP地址，移动终端可用该IP地址与Internet通信，具体包括：移动终端向WLAN接入网络发送DHCP Discover消息，WLAN接入网络向移动终端返回DHCP Offer消息；移动终端向WLAN接入网络发送DHCP请求消息，WLAN接入网络向移动终端返回DHCP ACK消息，该消息中携带IP地址。

步骤102，移动终端将自己的IP地址通过WLAN接入网络发送给初始位置计算服务器。移动终端通过TCP会话与初始位置计算服务器建立连接，使用的消息格式如图4所示，移动终端向初始位置计算服务器发送初始位置计算请求，该请求中包含请求标记及该移动终端的IP地址。图4中的报文结构里，TCP Header为TCP报文头部，为协议标准字段。T(ype)、L(ength)和V(alue)字段组合成为TCP载荷，其中T字段用于指示该报文为查询请求报文还是查询应答报文；L字段用于指示T、L和V三个字段的总长度，以字节为单位；V字段用于携带移动终端自身的IP地址信息。

步骤103，初始位置计算服务器向WLAN接入网络发送查询请求，其中携带移动终端IP地址，以移动终端IP地址作为查询条件，查询移动终端在WLAN网络中的位置；通信机制根据不同的无线网络设备商的具体规范确定，初始位置计算服务器能够接入多厂家WLAN网络设备。

按照和设备厂商约定的接口发送请求消息，如：

GET

http://10.3.0.100:8080/imcrs/wlan/loc/getLocationByIP？ip＝10.3.255.24

8 HTTP/1.1

accept:application/json

Host:10.3.0.100:8080

Connection:Keep-Alive

User-Agent:Apache-HttpClient/UNAVAILABLE(java 1.4)

步骤104，WLAN接入网络向初始位置计算服务器返回移动终端位置信息，该信息是WLAN接入网络根据移动终端IP地址查找该移动终端在地图上的坐标位置信息，通过WLAN无线接入网络的组件及约定的接口获取移动终端的初始位置。

步骤105，初始位置计算服务器将初始位置信息返回给移动终端，该初始位置为初始位置计算服务器计算得出，计算的依据主要是WLAN接入网络反馈的位置和地图坐标系；初始位置计算服务器需要将上述两个数据作为输入条件进行计算，并将得出的结果返回给移动终端；将初始位置信息通过与如图5所示的数据报文格式发送给移动终端。图5中的报文结构里，TCP Header为TCP报文头部，为协议标准字段。T(ype)、L(ength)和V(alue)字段组合成为TCP载荷，其中T字段用于指示该报文为查询请求报文还是查询应答报文；L字段用于指示T、L和V三个字段的总长度，以字节为单位；V字段用于携带初始位置计算服务器计算得出的移动终端初始位置信息。

步骤106，移动终端通过APP向定位引擎发送定位查询请求，查询请求中携带自己在WLAN接入网络的初始位置及移动终端获取的周边地磁信息。移动终端通过地磁传感器(指南针功能所使用的传感器)获取周边地磁信息，即室内场所中建筑墙体、金属围栏、固定机器设备的磁场强度变化信息，并结合从初始位置计算服务器获取的初始位置信息，组合成定位查询请求，发送至定位引擎。

步骤107，定位引擎向移动终端APP返回定位导航数据，其中包括移动终端位置坐标。定位引擎在得到移动终端发送的定位请求信息后(含初始位置信息及移动终端采集到的地磁信息)，根据其中的初始位置信息先将位置信息计算范围缩小到初始位置周围的区块，进行查询数据库缩库，然后再将地磁信息放入缩库后的查询数据库进行精准比对，以获取移动终端的准确位置信息，最后将位置信息返回给移动终端。在移动终端获取定位引擎返回的位置坐标后，移动终端在本地用户UI上将移动终端位置标识在室内地图上，提供给使用者定位及导航相关功能。

本发明中，利用少量的WLAN网络硬件配合初始位置查询功能即可避免大量安装硬件设备带来的建设、运维成本，同时又可以避免单独使用地磁定位无法快速获得准确定位的延迟。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。