編者按：作者大格子GZ，格納微科技技術總監，西安電子科技大學碩士，就讀控制理論與控制工程專業。曾作為骨干參與國家慣導產品重要課題，所研成果已經成功運用于軍工產業。目前負責團隊技術路線和產品技術研發，對于空間定位的慣導、超寬帶、激光、視覺SLAM都略有涉及。在本文中，作者結合自己的工作經驗談了談微慣導定位方案，以及為什么選擇這個方案背后的緣由。

　　提起定位導航，大家首先想到的是GPS，中國也推出了自己的衛星定位系統北斗衛星定位系統。但是衛星定位只能用在室外環境，一到室內，由于導航信號衰減太快，衛星定位就無法使用。

　　那么，室內定位當前有沒有“剛需”呢？答案是肯定的。今天我們不談現在很熱鬧的消費級市場應用，我們談下室內定位技術在一些特殊但很重要的場景——消防救援、反恐處突、搶險救災等應急任務中的應用。

　　消防救援等應急任務對室內定位技術的特殊需求

　　試想一下這樣的場景：大火現場，消防員沖進著火的大樓里試圖搜救幸存者，火勢越來越猛烈，煙霧彌漫，消防員迷路找不到出口，氧氣不夠，最終喪失了生命……

　　如果能精確定位消防員的位置，后方指揮人員掌握了進入火場施救的消防員實時動向，通過通信設備向現場人員提供準確指揮，避免消防員在火場中迷路，可以最大程度地減少人員傷亡。這對于室內定位技術來說，也是功德一件了。

　　目前業內主流室內定位技術普遍需要外部設施或先驗數據庫，比如UWB、WiFi、藍牙、地磁等，而消防救援等應急任務通常來不及或環境不允許布置外部定位基站或信標等設備，因此沒有一種可以滿足緊急任務下自主定位的要求，所以采用不依賴任何外部設備或先驗數據庫的慣導定位技術是目前比較穩妥的手段。慣導定位技術是一種完全自主式的導航技術，與普通的定位技術不同的是，它不依賴于導航衛星、無線基站、電子標簽等任何輔助設備和先驗數據庫。

　　對于應急任務室內定位需求來說，定位產品是否能達到實戰效果應該從以下幾個方面評估或者實際測試：

　　1、 是否可以適應多種步態，典型步態有小碎步走、小跑、側移、倒退、上下樓等；

　　2、 沿長直線走50米以上，到末端轉5個以上圓圈（半徑2米以上），再沿原直線走回，評估偏移量，偏移量控制在１%以內的則為優秀產品（慣導存在無法消除的固定角度和位置漂移，只能盡可能降低；

　　3、 反復上下樓梯，評估高度準確度，尤其是樓層判定，看看會不會出現樓層錯誤，小誤差可以接受，但是樓層判錯會延誤救援甚至造成致命失誤；

　　4、 在建筑物內進行實地測試，磁場是慣導室內定位的一個重要信息，可以用來控制慣導的漂移。但是也容易受到外界影響，尤其是建筑物比較緊湊，金屬結構比較多，有大型顯示屏的環境，應評估定位產品磁場抗干擾特性；

　　5、 有條件的可以進行點火試驗，大火會造成溫度和氣流的急劇變化，如果氣壓計數據融合沒有處理好，高度會有很大偏差，簡易測試方法是通過空調調節室內外溫差，通過出入室內外測試定位的穩定性；

　　6、 使用是否便捷、是否需要外部基站輔助都可以評估，在消防救援等應急任務中不能完全依賴于任何外部基站，我們的微慣導定位產品GNW-FOEM在無外部基站輔助情況下可以保持45分鐘左右的精度可用，在同類產品中比較出眾；

　　7、 地圖融合算法的優劣，無地圖和有地圖的情況使用評估，我們的iNav智能定位引擎提供了地圖輸入接口，在有室內地圖信息的條件下，可以長時間保持高精度不漂移，做過的典型試驗是在商場內，1小時內精度穩定在2米；

　　8、 數據通信方式的選擇，大致分為兩類情況，一種是利用運營商網絡外傳（利用基礎網絡的覆蓋冗余性和其穩健的通信機制），一種是利用專用網絡，但是目前還沒有一種可以快速部署又便捷可穿戴，能夠覆蓋消防救援的專用通訊網絡（通常能達到覆蓋地下一層就已經算性能達標了），如果產品能兼容運營商網絡和專用網絡就已經是一種比較好的方式了。

　　一種比較可行的產品配置方案是1個主控端 + 4-8個單兵節點配置，如圖：

圖1 應急任務現場指揮系統方案圖

　　每個單兵配備一個定位模塊（足部）和手持終端，模塊獲取人員運動數據后，通過藍牙通訊傳給手持終端，手持終端通過遠場通訊設備將數據傳遞給指揮中心。系統可融入室內地圖，水平精度達到0.3%，能準確進行樓層識別?，F場、后場多個指揮端可同步顯示，有利于消防員現場指揮調度、減少人員傷亡現場，事后可實現任務回放，進行教學和經驗總結。