前言

随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其是在复杂的室内环境中，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场等，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置。但与室外环境相比，室内环境受定位时间、定位精度及室内复杂环境等条件的限制，因此比较完善的定位技术目前还无法得到很好的利用。另外，由于复杂环境下的室内定位在地下救援、智能家居、大型展厅等具有重要的应用背景，所以对室内定位的研究可在一定程度上提高生活质量，保护生命财产安全。

目前，室内定位领域的研究吸引了越来越多的研究者的广泛关注，国内外的一些大型公司和科研院所也已经研发出一些先进的室内定位系统。例如，日本某公司就实现室内定位提出了不同的方法，即采用光照、红外线、无线网络、IMES室内定位、RFID射频识别与QR二维码识别位置，并且在对目前这些技术进行比较和分析之后，推出了工程样机，使得室内定位基本可以实现普通定位应用。又如，微软公司研发的RADAR系统、MIT实验室研发的Cricket系统及美国Aubum大学研制的ARIADNE系统等都是室内定位系统的典型代表。唐恩公司是国内最早进行超宽带（Ultra Wide band，UWB）定位研究的公司之一，其开发的iLocate系统能够在传统的挑战性应用环境中达到较高的定位精度并具有很好的稳定性。成都无线龙通信科技也是较早进行室内定位的研究公司之一，其开发的ZigBee定位系统的性能也可以满足一般情况下的定位应用。其他的诸如宁波中科、台湾地区的采智等也都进行了室内定位的相关研究工作。

本书是作者在多年从事移动定位研究的基础上总结取得的研究成果，并结合当前国际、国内室内定位方面的最新进展撰写完成的。本书由8章构成，第1章简要介绍了室内定位的概况、发展及各种定位方法和定位系统；第2章介绍了蜂窝信道、天波信道等室外信道和室内信道，阐述了室内信道的特殊性；第3章介绍了常见的需要估计与位置有关的信号参数再进行定位的参数化定位方法，这些方法在室外定位中积累了大量的研究成果，在直达波传播情况下的定位效果较好，是定位理论的基础。第4章总结了几种常见的非参数化室内定位方法，这些方法可有效对抗室内环境下的非直达波传播，在一定程度上提高室内定位的精度。第5章、第6章及第7章分别介绍了几种典型的室内定位方案，这些方案代表了室内定位领域的现在和将来的发展方向，具有十分重要的研究意义。第8章介绍了室内定位领域的另外几种具有代表性的室内定位方案，如UWB定位及室内电力线定位，前者具有很高的定位精度，后者是室内定位的一个全新研究方向。这些典型的室内定位方案在现阶段具有十分重要的代表性，可作为室内定位的应用参考。

总之，本书在内容安排上特色鲜明，以室内定位问题为主线，以复杂环境下的目标定位问题为背景，从参数化定位到非参数化定位、直达波定位到非直达波定位、专用定位系统到寄生定位系统、室内定位理论到室内定位实现，系统全面地介绍了室内定位理论和关键技术，并给出了具有代表性的室内定位系统和典型应用示例。本书的另外一个特点是在反映本领域研究前沿的基础上，注重定位理论和实际实现相结合。

本书的部分研究工作得到了国家863高技术研究发展计划项目“室内多视时延轮廓定位技术研究”（项目编号：2008AA12Z306）、教育部新世纪优秀人才支持项目“学习型定位理论和混合谱估计方法研究”（项目编号：NCET-05）、国家自然科学基金面上项目“高精度非直达波定位理论和算法研究”（项目编号：60372022），第51批中国博士后科研基金项目“基于空间谱群指纹的高精密度室内定位方法研究”（项目编号：2012M510168），中央高校基本科研业务费（空间谱数据库高精度室内定位方法研究）（项目编号：ZYGX2010J018）及2012年江西省博士后科研基金项目的资助，在此表示诚挚的感谢。另外，本书的部分内容采用了作者所在研究组的研究成果，因此这里要特别感谢参与过本书研究工作的黄丹萍副教授、段林甫博士生、高宇飞博士生、李金洋、李亚楠、张胜蓝、郑娜、鲁文强、胡信华等研究生。

近年来，复杂环境下的基于位置服务的定位理论和算法等方面的研究进展十分迅速，特别是室内定位方面的研究不断取得新的进展。作者虽然力图在本书中展现室内定位领域的主要进展，但由于室内定位的理论、算法和实现等研究一直处在不断发展之中，再加上作者水平所限，难以全面、完整地对当前的研究前沿和热点问题进行一一探讨，所以书中难免存在疏漏与不当之处，敬请读者批评指正。

作者

2012年7月