本发明涉及一种基于uwb与北斗gps的室内外无缝定位系统及方法，属于定位切换。
背景技术：
1、随着信息技术的突飞猛进，人们对于获取信息的需求层出不穷，尤其对空间位置信息的需求日益增加，位置感知技术是位置信息获取的重要方式，也是普适计算、物联网中的一项关键技术，目前，已成为这些领域的研究热点。
2、在室外定位领域，gps（全球定位系统）和北斗（中国自主研发的全球卫星导航系统）是两种广泛使用的技术。gps定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。北斗系统的定位原理与gps类似，也是通过接收卫星信号来确定用户的位置。
3、在室内定位领域，由于卫星信号被建筑物遮挡，gps和北斗无法进行定位。因此，需要采用其他技术来实现室内定位。目前，uwb（超宽带）技术是室内高精度定位的一种常用方法。uwb是一种无线载波通信技术，它利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。由于脉冲时间宽度极短，因此可以实现频谱上的超宽带（带宽在500mhz以上）。uwb技术具有高精度、抗干扰能力强、实时性好等优点，因此在室内定位领域得到了广泛应用。通过部署uwb基站和标签，可以实现对目标对象的实时追踪和定位，定位精度可达厘米级。
4、然而，目前大多数的定位系统只能实现单一的室外定位或者室内定位，同时支持室内外融合定位的技术较少。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于uwb与北斗gps的室内外无缝定位系统及方法，旨在实现室内外无缝定位切换，以解决室内外漫游定位不能兼顾的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：
3、一方面，本发明提供了一种室内外无缝定位系统，其包括：北斗gps系统、uwb信标、融合定位终端、lora网关及定位管理平台；
4、所述北斗gps系统，用于发射卫星信号，供所述融合定位终端接收；
5、所述uwb信标，用于发射uwb信标信号，供所述融合定位终端接收；
6、所述融合定位终端，用于实时采集所述卫星信号与uwb信标信号所对应的uwb信标数据及卫星数据，并将所述uwb信标数据及卫星数据上报至所述lora网关；
7、所述lora网关，用于将所述uwb信标数据及卫星数据上报至所述定位管理平台；
8、所述定位管理平台，用于根据所述uwb信标数据及卫星数据，选择室内外融合定位、室内定位及室外定位中的一种定位方式进行定位计算。
9、本发明在室内区域依赖uwb技术进行定位，具体通过部署uwb定位基站和佩戴uwb定位标签，实现室内环境下的高精度定位；在室外区域，系统则切换到北斗gps定位模式，具体通过接收北斗卫星信号，实现室外环境下的全球定位；而在室内外过渡区域，系统通过算法融合uwb和北斗gps的定位结果，实现无缝切换和平滑过渡。设计的相关定位系统结合了多种定位技术的优势，使得目标定位精度得到显著的提高。
10、可选的，所述uwb信标数据包括：uwb信标个数、信号值，以及融合定位终端与uwb信标之间的测距信息；
11、所述卫星数据包括：经纬度信息、卫星个数及精度信息。
12、可选的，室内定位时，所述定位管理平台根据uwb信标打点的坐标，以及所述融合定位终端与uwb信标之间的测距信息进行计算，得出所述融合定位终端的坐标，并呈现到地图上对应的像素点，作为定位结果；
13、室外定位时，所述定位管理平台根据所述经纬度信息，以及打点时标注在地图上2个点位置的坐标经纬度及地图偏转角度，进行经度纬度差值计算，得出定位终端经度值和纬度值对应的米数，再根据地图像素比例转换成地图上对应的像素点，作为定位结果；
14、室内外融合定位时，判断uwb定位与北斗gps定位计算所得位置的间距误差，若间距误差小于误差预设值，将地图上的两者位置进行矢量融合纠偏；若间距误差大于等于所述误差预设值，采用uwb定位计算得到的结果，作为定位结果。
15、可选的，根据所述uwb信标数据及卫星数据，选择室内外融合定位、室内定位及室外定位中的一种定位方式进行定位计算，包括：
16、若所述融合定位终端采集到的uwb信标个数为0，所述融合定位终端被视为处于室外；
17、当所述融合定位终端处于室外，仅采用北斗gps系统进行室外定位，所述lora网关将所述经纬度信息、卫星个数及精度信息上报至所述定位管理平台，以进行室外定位计算。
18、可选的，根据所述uwb信标数据及卫星数据，选择室内外融合定位、室内定位及室外定位中的一种定位方式进行定位计算，还包括：
19、若所述融合定位终端采集到的uwb信标个数不低于预设个数一，连续稳定预设时间，且卫星个数低于预设个数二，所述融合定位终端被视为处于室内；
20、当所述融合定位终端处于室内，仅采用uwb信标进行室内定位，所述lora网关将所述uwb信标个数、信号值，以及融合定位终端与uwb信标之间的测距信息上报至所述定位管理平台，以进行室内定位计算。
21、可选的，根据所述uwb信标数据及卫星数据，选择室内外融合定位、室内定位及室外定位中的一种定位方式进行定位计算，还包括：
22、若所述融合定位终端采集到的uwb信标个数低于预设个数一且不为0，且卫星个数不低于预设个数二，所述融合定位终端被视为处于室内外边缘；
23、当所述融合定位终端处于室内外边缘，采用北斗gps系统与uwb信标进行室内外融合定位，所述lora网关将所述经纬度信息、卫星个数、精度信息、uwb信标个数、信号值，以及融合定位终端与uwb信标之间的测距信息上报至所述定位管理平台，以进行室内外融合定位计算。
24、可选的，若所述融合定位终端采集到的uwb信标个数减少至0，所述融合定位终端由室内外边缘切换至室外；
25、当所述融合定位终端处于室外，采用北斗gps系统进行室外定位，所述lora网关将所述经纬度信息、卫星个数及精度信息上报至所述定位管理平台，以进行室外定位计算。
26、可选的，当融合定位终端处于室外状态，所述融合定位终端于预设周期内保留对所述uwb信标的倾听，用于判断是否能收到uwb信标信号。
27、可选的，若所述融合定位终端采集到的uwb信标个数增加至预设个数三且连续稳定预设时间，所述融合定位终端由室内外边缘切换至室内；
28、当所述融合定位终端处于室内，仅采用uwb信标进行室内定位，所述lora网关将所述uwb信标个数、信号值，以及融合定位终端与uwb信标之间的测距信息上报至所述定位管理平台，以进行室内定位计算。
29、可选的，若所述融合定位终端采集到的uwb信标个数维持在低于预设个数一且不为0，所述融合定位终端被视为一直处于室内外边缘；
30、当所述融合定位终端处于室内外边缘，采用北斗gps系统与uwb信标进行室内外融合定位，所述lora网关将所述经纬度信息、卫星个数、精度信息、uwb信标个数、信号值，以及融合定位终端与uwb信标之间的测距信息上报至所述定位管理平台，以进行室内外融合定位计算。
31、可选的，采用室内定位、室外定位及室内外融合定位所对应的系统功耗依次逐渐增大。
32、另一方面，本发明还提供了适用于第一方面中所述的室内外无缝定位系统的室内外无缝定位方法，其包括：
33、获取uwb信标数据及卫星数据；
34、根据所述uwb信标数据及卫星数据，选择室内外融合定位、室内定位及室外定位中的一种定位方式进行定位计算。
35、可选的，若融合定位终端采集到的uwb信标个数为0，所述融合定位终端则被视为处于室外，仅采用北斗gps系统进行室外定位；
36、若所述融合定位终端采集到的uwb信标个数不低于预设个数一，连续稳定预设时间，且卫星个数低于预设个数二，所述融合定位终端则被视为处于室内，仅采用uwb信标进行室内定位；
37、若所述融合定位终端采集到的uwb信标个数低于预设个数一且不为0，且卫星个数不低于预设个数二，所述融合定位终端则被视为处于室内外边缘，采用北斗gps系统与uwb信标进行室内外融合定位。
38、可选的，当所述融合定位终端处于室内外边缘：
39、若所述融合定位终端采集到的uwb信标个数减少至0，所述融合定位终端由室内外边缘切换至室外；
40、若所述融合定位终端采集到的uwb信标个数增加至预设个数三且连续稳定预设时间，所述融合定位终端由室内外边缘切换至室内；
41、若所述融合定位终端采集到的uwb信标个数维持在低于预设个数一且不为0，所述融合定位终端被视为一直处于室内外边缘。
42、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
43、相比于传统技术中的单一室内或室外定位，本发明能够使融合定位终端根据其身处的实际场景，利用各自的优势选择出能耗低且定位精准的定位方式，结合uwb和北斗gps，以分别实现室内、外环境下的高精度定位，通过算法融合实现室内外边缘定位的无缝切换和平滑过渡。本发明所提供的定位系统不仅能满足各种复杂场景下的定位需求，还能有效解决传统定位系统在室内外切换时出现的定位精度下降或信号丢失的问题，针对性强且实用性高。
1.一种室内外无缝定位系统，其特征在于，包括：北斗gps系统、uwb信标、融合定位终端、lora网关及定位管理平台；
2.根据权利要求1所述的室内外无缝定位系统，其特征在于，所述uwb信标数据包括：uwb信标个数、信号值，以及融合定位终端与uwb信标之间的测距信息；
3.根据权利要求2所述的室内外无缝定位系统，其特征在于，根据所述uwb信标数据及卫星数据，选择室内外融合定位、室内定位及室外定位中的一种定位方式进行定位计算，包括：
4.根据权利要求2所述的室内外无缝定位系统，其特征在于，根据所述uwb信标数据及卫星数据，选择室内外融合定位、室内定位及室外定位中的一种定位方式进行定位计算，还包括：
5.根据权利要求2所述的室内外无缝定位系统，其特征在于，根据所述uwb信标数据及卫星数据，选择室内外融合定位、室内定位及室外定位中的一种定位方式进行定位计算，还包括：
6.根据权利要求5所述的室内外无缝定位系统，其特征在于，若所述融合定位终端采集到的uwb信标个数减少至0，所述融合定位终端由室内外边缘切换至室外；
7.根据权利要求3或6所述的室内外无缝定位系统，其特征在于，当融合定位终端处于室外状态，所述融合定位终端于预设周期内保留对所述uwb信标的倾听，用于判断是否能收到uwb信标信号。
8.根据权利要求1所述的室内外无缝定位系统，其特征在于，采用室内定位、室外定位及室内外融合定位所对应的系统功耗依次逐渐增大。
9.一种适用于如权利要求1-8中任一项所述的室内外无缝定位系统的室内外无缝定位方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的室内外无缝定位方法，其特征在于，当所述融合定位终端处于室内外边缘：
