[论文解读] Performance Evaluation of Mobile U-Navigation based on GPS/WLAN Hybridization

Wan Mohd Yaakob Wan Bejuri, Mohd Murtadha Mohamad+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 11, 2012

Indoor and Outdoor Localization Technologies参考文献 16被引用 5

一句话总结

本文提出了一种基于GPS/WLAN的混合移动u导航系统，可根据环境动态切换GPS与WLAN指纹识别，以确保室内外定位的连续性。该系统通过基于信号强度的切换和指纹识别技术，在城市和室内环境中实现了亚10米的定位精度，展示了在多样化环境中的稳健性能。

ABSTRACT

This paper present our mobile u-navigation system. This approach utilizes hybridization of wireless local area network and Global Positioning System internal sensor which to receive signal strength from access point and the same time retrieve Global Navigation System Satellite signal. This positioning information will be switched based on type of environment in order to ensure the ubiquity of positioning system. Finally we present our results to illustrate the performance of the localization system for an indoor/ outdoor environment set-up.

研究动机与目标

• 开发一种无缝的室内外移动导航系统，确保在多样化环境中的定位精度。
• 解决纯GPS在室内和城市峡谷环境中的局限性。
• 将WLAN指纹识别与GPS集成，以提高定位可靠性。
• 在真实世界的室内外测试场景中评估混合系统的性能。
• 通过动态传感器模式切换展示无处不在导航的可行性。

提出的方法

• 系统结合来自接入点的GPS和WLAN信号强度测量值进行定位。
• 采用混合策略，根据环境条件在GPS与WLAN指纹识别之间切换。
• WLAN指纹识别通过附近接入点的接收信号强度指示（RSSI）实现。
• 系统采用决策逻辑，选择最优定位模式——开放区域使用GPS，室内或遮挡区域使用WLAN。
• 通过上下文感知切换融合双系统数据生成定位结果。
• 在城市和室内环境中进行了实地测试，以评估实时性能。

实验结果

研究问题

• RQ1 在城市和室内环境中，GPS/WLAN混合系统的性能与独立GPS相比如何？
• RQ2 在保持连续定位的前提下，GPS与WLAN指纹识别之间的最优切换策略是什么？
• RQ3 WLAN指纹识别是否能有效补偿在室内和城市峡谷环境中GPS信号的衰减？
• RQ4 在混合环境中，使用GPS/WLAN混合技术可实现多高的定位精度？
• RQ5 环境上下文如何影响混合导航系统的可靠性和精度？

主要发现

• 该混合系统在室内外环境中均实现了亚10米的定位精度。
• GPS在开阔区域提供了可靠的定位，漂移小且可用性高。
• WLAN指纹识别在GPS信号弱或不可用的室内和城市峡谷区域有效维持了定位。
• 动态切换机制显著提高了系统的可用性和服务连续性。
• 该系统在真实环境中表现出稳健性，能在多样化信号环境中保持一致的性能。
• 基于RSSI的指纹识别与GPS的集成显著提升了整体定位的可靠性和覆盖范围。