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CN114666722B - 基于定位信标的化工装置内外定位系统及方法 - Google Patents

基于定位信标的化工装置内外定位系统及方法 Download PDF

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CN114666722B
CN114666722B CN202011530311.0A CN202011530311A CN114666722B CN 114666722 B CN114666722 B CN 114666722B CN 202011530311 A CN202011530311 A CN 202011530311A CN 114666722 B CN114666722 B CN 114666722B
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Safety Engineering Research Institute Co Ltd
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Sinopec Management System Certification Qingdao Co ltd
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Safety Engineering Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明实施方式提供一种基于定位信标的化工装置内外定位系统及方法，属于人员定位技术领域。系统包括：定位信标，用于广播第一无线信号；定位终端，用于依据接收到的所有第一无线信号确定定位终端的区域信息；以及若区域信息为装置内时，通过定位信标对定位终端进行定位；若区域信息为边界区时，依据第一无线信号的强度及导航卫星的信号强度确定定位方式；若区域信息为装置外时，通过导航卫星对定位终端进行定位；通信基站，用于接收定位终端输出的定位信息并将其发送至监测服务器。本发明基于定位信标确定定位终端的区域信息，从而实现无线定位和卫星导航定位的平滑切换，大幅降低了无线定位信标部署数量的同时有效提高了装置内定位精度。

Description

基于定位信标的化工装置内外定位系统及方法
技术领域
本发明涉及人员定位技术领域，具体地涉及一种基于定位信标的化工装置内外定位系统及一种基于定位信标的化工装置内外定位方法。
背景技术
对于化工行业，装置内外一体化定位具有重要价值，现有化工企业定位系统主要有两类：1、用蓝牙或Zigbee等无线系统，进行全场覆盖，实现定位；2、用GPS/北斗等系统进行定位。方案1可实现无缝定位，但需要全场部署定位设备，成本过高；方案2成本低，但定位只能在装置外空旷区域较好，市内部分无法定位，楼层难以区分，建筑旁边定位精度低，且卫星导航功耗大。
上述情况导致，方案2在化工企业很难满足企业应用需求，方案1因为成本过高，只能在面积相对较小的企业实施，对于数平方公里的大型企业，较难推行。一种平衡的方案是，装置内采用蓝牙或Zigbee等无线系统定位，装置外采用GPS/北斗卫星定位系统。该方案在装置内外切换方面，有较多难题，在边界区域，效果差，如：在装置内二楼的边缘处，本应采用无线系统定位，但误采用卫星定位系统将人员定位到装置外马路上等。
发明内容
本发明实施方式的目的是通过基于定位信标来确定定位模式，以解决现有技术中装置内外定位切换不准确的问题。
为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供一种基于定位信标的化工装置内外定位系统，包括：
定位终端、设置在装置内及装置内与装置外之间的边界区的多个定位信标、至少一个通信基站、及监测服务器；
所述定位信标用于广播第一无线信号；
所述定位终端用于：
依据接收到的所有第一无线信号确定所述定位终端的区域信息，所述区域信息包括装置内、边界区及装置外；以及
若所述区域信息为装置内时，通过定位信标对所述定位终端进行定位，输出定位信息；
若所述区域信息为边界区时，依据所述定位终端接收到的所有第一无线信号的强度及导航卫星的信号强度确定所述定位终端通过定位信标或导航卫星进行定位，输出定位信息；
若所述区域信息为装置外时，通过导航卫星对所述定位终端进行定位，输出定位信息；
通信基站，用于接收所述定位终端输出的定位信息并将其发送至所述监测服务器。
可选地，所述通信基站，还用于：
向所述定位终端广播导航卫星的辅助信息，所述辅助信息包括导航卫星身份信息及导航卫星轨道信息。
可选地，所述第一无线信号包括对应定位信标的组别信息，所述组别信息为A或B，其中，A表示定位信标设置在装置内，B表示定位信标设置在装置内与装置外之间的边界区，所述定位终端，还用于：
依据接收到的所有第一无线信号的组别信息，将接收到的所有第一无线信号对应组别信息为A的定位信标确定为A组，将接收到的所有第一无线信号对应组别信息为B的定位信标确定为B组；
通过第一预设算法分别计算A组及B组的信号质量，依据A组及B组的信号质量确定所述定位终端的区域信息。
可选地，所述定位信标还设置在装置外的预设区域内，且设置在装置外的预设区域内的定位信标的组别信息为B。
可选地，所述定位终端，还用于：
获取A组中第一无线信号强度大于第一阈值RT的第一无线信号强度RAM，获取B组中第一无线信号强度大于所述第一阈值RT的第一无线信号强度RBM；
按以下公式计算分别计算A组的信号质量wA及B组的信号质量wB：
wA＝(RT+RA1)+(RT+RA2)+...+(RT+RAM)；
wB＝(RT+RB1)+(RT+RB2)+...+(RT+RBN)；
若wA＞wB，且wA＞wT，所述定位终端的区域信息为装置内；
若wB≥wA，且wB＞wT，所述定位终端的区域信息为边界区；
否则，所述定位终端的区域信息为装置外；
其中wT为第二阈值。
可选地，所述定位终端包括卫星定位模块，所述定位终端，还用于：
若所述区域信息为装置内时，关闭所述卫星定位模块，通过定位信标对所述定位终端进行定位，输出定位信息。
可选地，所述定位终端，还用于：
若所述区域信息为边界区时，开启所述卫星定位模块并获取导航卫星的第二无线信号；
依据获取到的所有第二无线信号，通过第二预设算法计算获取到的所有导航卫星的信号质量Q；
若wB≥Q，则以接收到的信号强度最大的第一无线信号对应的定位信标的位置信息作为所述定位终端的定位信息；
若Q＜wB，则通过导航卫星对所述定位终端进行定位，输出定位信息。
可选地，所述定位终端，还用于：
依据获取到的所有第二无线信号确定对应导航卫星的信噪比；
获取信噪比大于第三阈值K的导航卫星的信噪比CN；
按以下公式计算导航卫星的信号质量Q：
其中，X为导航卫星的GDoP值。
可选地，所述定位终端，还用于：
将通过定位信标定位生成的定位信息与通过导航卫星定位生成的定位信息按时间序列输入滤波器，将滤波器输出的定位信息作为最终定位信息；
通过所述通信基站将所述最终定位信息发送给所述监测服务器。
在本发明的第二方面，提供一种基于定位信标的化工装置内外定位方法，所述方法应用于一种基于定位信标的化工装置内外定位系统，所述方法包括：
定位信标广播第一无线信号；
定位终端依据接收到的所有第一无线信号确定所述定位终端的区域信息，所述区域信息包括装置内、边界区及装置外；
若所述区域信息为装置内时，通过定位信标对所述定位终端进行定位，输出定位信息；
若所述区域信息为边界区时，依据所述定位终端接收到的所有第一无线信号的强度及导航卫星的信号强度确定所述定位终端通过定位信标或导航卫星进行定位，输出定位信息；
若所述区域信息为装置外时，通过导航卫星对所述定位终端进行定位，输出定位信息；
所述通信基站接收所述定位终端输出的定位信息并将其发送至所述监测服务器。
可选地，所述方法还包括：
所述通信基站向所述定位终端广播导航卫星的辅助信息，所述辅助信息包括导航卫星身份信息及导航卫星轨道信息。
可选地，所述第一无线信号包括对应定位信标的组别信息，所述组别信息为A或B，其中，A表示定位信标设置在装置内，B表示定位信标设置在装置内与装置外之间的边界区，所述定位终端依据接收到的所有第一无线信号确定所述定位终端的区域信息，包括：
所述定位终端依据接收到的所有第一无线信号的组别信息，将接收到的所有第一无线信号对应组别信息为A的定位信标确定为A组，将接收到的所有第一无线信号对应组别信息为B的定位信标确定为B组；
通过第一预设算法分别计算A组及B组的信号质量，依据A组及B组的信号质量确定所述定位终端的区域信息。
可选地，所述定位信标还设置在装置外的预设区域内，且设置在装置外的预设区域内的定位信标的组别信息为B。
可选地，所述通过第一预设算法分别计算A组及B组的信号质量，依据A组及B组的信号质量确定所述定位终端的区域信息，包括：
获取A组中第一无线信号强度大于第一阈值RT的第一无线信号强度RAM，获取B组中第一无线信号强度大于所述第一阈值RT的第一无线信号强度RBM；
按以下公式计算分别计算A组的信号质量wA及B组的信号质量wB：
wA＝(RT+RA1)+(RT+RA2)+...+(RT+RAM)；
wB＝(RT+RB1)+(RT+RB2)+...+(RT+RBN)；
若wA＞wB，且wA＞wT，所述定位终端的区域信息为装置内；
若wB≥wA，且wB＞wT，所述定位终端的区域信息为边界区；
否则，所述定位终端的区域信息为装置外；
其中wT为第二阈值。
可选地，所述定位终端包括卫星定位模块，所述若所述区域信息为装置内时，通过定位信标对所述定位终端进行定位，输出定位信息，包括：
若所述区域信息为装置内时，关闭所述卫星定位模块，通过定位信标对所述定位终端进行定位，输出定位信息。
可选地，若所述区域信息为边界区时，依据所述定位终端接收到的所有第一无线信号的强度及导航卫星的信号强度确定所述定位终端通过定位信标或导航卫星进行定位，输出定位信息，包括：
若所述区域信息为边界区时，开启所述卫星定位模块并获取导航卫星的第二无线信号；
依据获取到的所有第二无线信号，通过第二预设算法计算获取到的所有导航卫星的信号质量Q；
若wB≥Q，则以接收到的信号强度最大的第一无线信号对应的定位信标的位置信息作为所述定位终端的定位信息；
若Q＜wB，则通过导航卫星对所述定位终端进行定位，输出定位信息。
可选地，所述依据获取到的所有第二无线信号，通过第二预设算法计算获取到的所有导航卫星的信号质量Q，包括：
依据获取到的所有第二无线信号确定对应导航卫星的信噪比；
获取信噪比大于第三阈值K的导航卫星的信噪比CN；
按以下公式计算导航卫星的信号质量Q：
其中，X为导航卫星的GDoP值。
可选地，所述通信基站接收所述定位终端输出的定位信息并将其发送至所述监测服务器，包括：
所述定位终端将通过定位信标定位生成的定位信息与通过导航卫星定位生成的定位信息按时间序列输入滤波器，将滤波器输出的定位信息作为最终定位信息；
所述定位终端通过所述通信基站将所述最终定位信息发送给所述监测服务器。
本发明上述技术方案通过无线定位和卫星导航进行组合定位，基于定位信标确定定位终端的区域信息，从而对无线定位和卫星导航定位进行切换，保证了定位终端始终选择最佳定位系统进行定位，同时实现了化工装置装置内外定位的平滑切换；相比单纯的无线定位系统，大幅降低了无线定位信标部署数量，同时，相比单纯的卫星导航系统，有效提高了装置内定位精度。
本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1是本发明优选实施例1提供的一种基于定位信标的化工装置内外定位系统的系统结构示意图；
图2是本发明优选实施例2提供的一种基于定位信标的化工装置内外定位方法的方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种基于定位信标的化工装置内外定位系统，包括：
定位终端、设置在装置内及装置内与装置外之间的边界区的多个定位信标、至少一个通信基站、及监测服务器；
定位信标，用于广播第一无线信号；
定位终端，用于依据接收到的所有第一无线信号确定定位终端的区域信息，区域信息包括装置内、边界区及装置外；以及
若区域信息为装置内时，通过定位信标对定位终端进行定位，输出定位信息；
若区域信息为边界区时，依据定位终端接收到的所有第一无线信号的强度及导航卫星的信号强度确定定位终端通过定位信标或导航卫星进行定位，输出定位信息；
若区域信息为装置外时，通过导航卫星对定位终端进行定位，输出定位信息；
通信基站，用于接收定位终端输出的定位信息并将其发送至监测服务器。
如此，本实施例通过无线定位和卫星导航进行组合定位，基于定位信标确定定位终端的区域信息，从而对无线定位和卫星导航定位进行切换，保证了定位终端始终选择最佳定位系统进行定位，同时实现了化工装置装置内外定位的平滑切换；相比单纯的无线定位系统，大幅降低了无线定位信标部署数量，同时，相比单纯的卫星导航系统，有效提高了装置内定位精度。
具体的，大型化工装置具有连续性、工艺过程复杂的特点，其装置布置密集、管道纵横交错，同时具有占地面积大、体积大的特点。工作人员在大型化工装置现场工作，例如，工作人员对大型化工装置进行巡检时，往往需要对工作人员进行实时定位，同时，当现场工作人员发现故障或发生事故时，能及时获取故障位置，有利于对大型化工装置现场的安全管理。本实施例中，定位终端包括无线定位模块及卫星定位模块，定位终端由工作人员佩戴，以便对工作人员实时定位。定位信标是能对外广播第一无线信号的无线装置，第一无线信号包括定位信标的ID号及位置信息，每个定位信标具有唯一的ID号。本实施例中，定位信标可以基于蓝牙或Zigbee等短距离传输协议向外广播第一无线信号，相应的，定位终端的无线定位模块与定位信标基于相同的短距离传输协议通信连接。通信基站与定位终端通信连接，例如，通过4G/5G通信连接，将定位终端发送的定位信息通过LPWAN、LoRa、NB－IoT、5G、4G、GSM、GPRS或钛准回传给监测服务器，以便工作人员能通过监测服务器获取现场工作人员的实时定位信息及定位路径。本实施例的定位信标设置在大型化工装置的装置内以及大型化工装置的装置内及装置外的边界区，例如，在大型化工装置的装置内布设若干定位信标，使得定位信标完全覆盖装置内部分，同时，在大型化工装置的出入口及出入口向外衍生N米，如15米的区域布设M个，如4个定位信标，该区域即为装置内与装置外的边界区。这样，工作人员在现场工作时，定位终端始终保持与定位信标的通信连接，定位终端通过接收定位信标广播的第一无线信号计算接收到的所有第一无线信号的信号强度，从而根据第一无线信号的信号强度判断定位终端的区域信息是在大型化工装置的装置内、装置外或边界区域，其中无线信号强度的计算为现有技术，此处不再赘述。区域信息可以依据接收到的第一无线信号的强度及第一无线信号对应的定位信标的位置信息确定，例如，定位终端接收到定位信标A、B及C广播的第一无线信号A、第一无线信号B及第一无线信号C，第一无线信号A、第一无线信号B及第一无线信号C分别携带了定位信标A、B、C的ID信息及位置信息，例如定位信标A、B、C的ID信息分别为A、B、C，位置信息分别为装置内1、装置内2及边界区1。定位终端分别计算3个第一无线信号的信号强度，例如，计算得到第一无线信号C的信号强度最大，则判断定位终端与定位信标C的位置最接近，由于定位信标C的位置信息为边界区1，因此确定定位终端的区域信息为边界区。
在本实施例中，定位终端，还用于：
若区域信息为装置内时，关闭卫星定位模块，通过定位信标对定位终端进行定位，输出定位信息。当定位终端确定区域信息为装置内时，关闭卫星定位模块，从而避免卫星定位模块与导航卫星进行无效连接，能有效的降低定位终端的功耗。
同时，为了提高定位终端启动卫星定位时的定位速度、灵敏度及精度，本实施例的通信基站，还用于：
向定位终端广播导航卫星的辅助信息，辅助信息包括导航卫星身份信息及导航卫星轨道信息。现有的卫星定位技术中，卫星定位模块将导航卫星的信息存储在存储装置中并定时使用该卫星信息，但是，当卫星信息由于导航卫星故障而中止配送，则定位终端依然使用存储的无效卫星信息进行定位，则无法得到定位结果，浪费时间和电能。通过通信基站获取导航卫星的辅助信息，并向定位终端广播导航卫星的辅助信息，定位终端能依据接收到的辅助信息判断是否更新存储的卫星信息，从而在启动卫星定位模块时，能有效的降低与导航卫星的连接时间，提高定位效率。
本实施例的一种优选实施方法中，第一无线信号的位置信息包括对应定位信标的组别信息，组别信息为A或B，其中，A表示定位信标设置在装置内，B表示定位信标设置在装置内与装置外之间的边界区，从而定位终端能依据第一无线信号中的组别信息确定该第一无线信号对应的定位信标的区域信息是装置内还是边界区，因此，定位终端，还用于：
依据接收到的所有第一无线信号的组别信息，将接收到的所有第一无线信号对应组别信息为A的定位信标确定为A组，将接收到的所有第一无线信号对应组别信息为B的定位信标确定为B组；通过第一预设算法分别计算A组及B组的信号质量，依据A组及B组的有效信号确定定位终端的区域信息；由于当定位终端在装置外的某些区域时，由于大型化工装置的遮挡对卫星信号的影响较大，易导致卫星定位精度差，因此，本实施例还在装置外的预设区域内设置有定位信标，且设置在装置外预设区域内的定位信标的组别信息为B。
具体的，定位终端定期监测定位信标广播的第一无线信号，例如可以设定定位终端每5秒监测一次，由于每个定位信标的覆盖范围有限，因此，定位终端只会在某个区域接收到特定n个定位信标广播的第一无线信号。定位终端通过解析接收到的所有第一无线信号，获取每个第一无线信号组别信息，并把具有相同组别信息A的定位信标划分为A组，把具有相同组别信息B的定位信标划分为B组，分别计算A组和B组的信号质量，从而依据信号质量判断A组有效或B组有效，例如，当A组的信号质量大于B组的信号质量时，判断A组有效，则定位终端的区域信息为装置内；当A组的信号质量不大于B组的信号质量时，判断B组有效，则定位终端的区域信息为边界区；当A组的信号质量和B组的信号质量均不满足上述条件时，例如，未接收到A组合B组的第一无线信号时，则A组合B组均无效，定位终端的区域信息为装置外。
定位终端通过预设的第一预设算法计算A组合B组的信号质量，因此，定位终端还用于：
获取A组中第一无线信号强度大于第一阈值RT的第一无线信号强度RAM，获取B组中第一无线信号强度大于第一阈值RT的第一无线信号强度RBM；将获取到的A组和B组中的第一无线信号的信号强度低于第一阈值，例如-85db的第一无线信号抛弃，由于低于-85db的第一无线信号可以认为定位终端处于该定位信标覆盖范围的边缘，将其广播的第一无线信号抛弃后，能有效避免无效信号的干扰，从而更准确的计算A组合B组的信号质量。
计算A组的信号质量wA及B组的信号质量wB的具体计算公式如下：
wA＝(RT+RA1)+(RT+RA2)+...+(RT+RAM)；
wB＝(RT+RB1)+(RT+RB2)+...+(RT+RBN)；
若wA＞wB，且wA＞wT，定位终端的区域信息为装置内；若wB≥wA，且wB＞wT，定位终端的区域信息为边界区；否则，定位终端的区域信息为装置外；其中wT为第二阈值。例如，定位终端经抛弃掉无效信号后得到的A组信号强度大于-85db的第一无线信号分别为RA1＝-70db、RA2＝-55db以及RA3＝-35db，将其代入公式中计算得wA＝(-85db+(-70db))+(-85db+(-55db))+(-85db+(-35db))＝-415db；定位终端抛弃掉无效信号后得到的B组信号强度大于-85db的第一无线信号分别为RB1＝-75db、RB2＝-77db、RB3＝-80db以及RB4＝-83db，将其代入公式得wB＝(-85db+(-75db))+(-85db+(-77db))+(-85db+(-80db))+(-85db+(-83db))＝-655db；由于wA＞wB，因此，判定A组有效，则确定定位终端的区域信息为装置内，表示定位终端此时位于大型化工装置的装置内。
当通过第一预设算法确定定位终端的区域信息为边界区时，需通过第一无线信号及卫星信号确定定位方式，则，定位终端，还用于：
若区域信息为边界区时，开启卫星定位模块并获取导航卫星的第二无线信号；依据获取到的所有第二无线信号，通过第二预设算法计算获取到的所有导航卫星的信号质量Q；若wB≥Q，则以接收到的信号强度最大的第一无线信号对应的定位信标的位置信息作为定位终端的定位信息；若Q＜wB，则通过导航卫星对定位终端进行定位，输出定位信息。
本实施例中，定位终端通过第二预设算法计算第二无线信号的信号质量，因此，定位终端还用于：
依据获取到的所有第二无线信号确定对应导航卫星的信噪比；获取信噪比大于第三阈值K的导航卫星的信噪比CN；按以下公式计算导航卫星的信号质量Q：其中，X为导航卫星的GDoP值，该值可以视为固定值，也可以取获取到的所有导航卫星的GDoP值的平均值。
具体的，当定位终端依据第一预设算法确定定位终端的区域信息为边界区时，定位终端开启卫星定位模块并搜索导航卫星的第二无线信号，同时计算接收到的所有第二无线信号的信噪比，将信噪比大于第三阈值K的所有第二无线信号的信噪比C1、C2、...CN代入上述公式计算导航卫星的信号质量Q，其中K取值为25db，导航卫星的GDoP值的计算为现有技术，此处不再赘述，通过比较导航卫星的信号质量Q和B组的信号质量wB的大小，选择信号质量最佳的定位方式进行定位，从而能有效的提高定位精度。
为了提高输出的定位结果的平滑性，定位终端还需要对定位结果进行滤波处理，故定位终端，还用于：
将通过定位信标定位生成的定位信息与通过导航卫星定位生成的定位信息按时间序列输入滤波器，滤波器可以为卡尔曼滤波、粒子滤波或其组合，经滤波器滤波后，按时间序列输出定位信息并以此作为最终定位信息，定位终端将最终定位信息通过通信基站将发送给监测服务器，从而后台工作人员能实时监测现场工作人员的实时定位及行动轨迹。
实施例2
如图2所示，基于实施例1，本发明还提供一种基于定位信标的化工装置内外定位方法，包括：
每个定位信标分别广播第一无线信号；
定位终端依据接收到的所有第一无线信号确定定位终端的区域信息，区域信息包括装置内、边界区及装置外；
若区域信息为装置内时，通过定位信标对定位终端进行定位，输出定位信息；
若区域信息为边界区时，依据定位终端接收到的所有第一无线信号的强度及导航卫星的信号强度确定定位终端通过定位信标或导航卫星进行定位，输出定位信息；
若区域信息为装置外时，通过导航卫星对定位终端进行定位，输出定位信息；
通信基站接收定位终端输出的定位信息并将其发送至监测服务器。
可选地，方法还包括：
通信基站向定位终端广播导航卫星的辅助信息，辅助信息包括导航卫星身份信息及导航卫星轨道信息。
可选地，第一无线信号包括对应定位信标的组别信息，组别信息为A或B，其中，A表示定位信标设置在装置内，B表示定位信标设置在装置内与装置外之间的边界区，定位终端依据接收到的所有第一无线信号确定定位终端的区域信息，包括：
定位终端依据接收到的所有第一无线信号的组别信息，将接收到的所有第一无线信号对应组别信息为A的定位信标确定为A组，将接收到的所有第一无线信号对应组别信息为B的定位信标确定为B组；
通过第一预设算法分别计算A组及B组的信号质量，依据A组及B组的有效信号确定定位终端的区域信息。
可选地，定位信标还设置在装置外的预设区域内，且设置在装置外的预设区域内的定位信标的组别信息为B。
可选地，通过第一预设算法分别计算A组及B组的信号质量，依据A组及B组的有效信号确定定位终端的区域信息，包括：
获取A组中第一无线信号强度大于第一阈值RT的第一无线信号强度RAM，获取B组中第一无线信号强度大于第一阈值RT的第一无线信号强度RBM；
按以下公式计算分别计算A组的信号质量wA及B组的信号质量wB：
wA＝(RT+RA1)+(RT+RA2)+...+(RT+RAM)；
wB＝(RT+RB1)+(RT+RB2)+...+(RT+RBN)；
若wA＞wB，且wA＞wT，定位终端的区域信息为装置内；
若wB≥wA，且wB＞wT，定位终端的区域信息为边界区；
否则，定位终端的区域信息为装置外；
其中wT为第二阈值。
可选地，定位终端包括卫星定位模块，若区域信息为装置内时，通过定位信标对定位终端进行定位，输出定位信息，包括：
若区域信息为装置内时，关闭卫星定位模块，通过定位信标对定位终端进行定位，输出定位信息。
可选地，若区域信息为边界区时，依据定位终端接收到的所有第一无线信号的强度及导航卫星的信号强度确定定位终端通过定位信标或导航卫星进行定位，输出定位信息，包括：
若区域信息为边界区时，开启卫星定位模块并获取导航卫星的第二无线信号；
依据获取到的所有第二无线信号，通过第二预设算法计算获取到的所有导航卫星的有效信号Q；
若wB≥Q，则以接收到的信号强度最大的第一无线信号对应的定位信标的位置信息作为定位终端的定位信息；
若Q＜wB，则通过导航卫星对定位终端进行定位，输出定位信息。
可选地，依据获取到的所有第二无线信号，通过第二预设算法计算获取到的所有导航卫星的有效信号Q，包括：
依据获取到的所有第二无线信号确定对应导航卫星的信噪比；
获取信噪比大于第三阈值K的导航卫星的信噪比CN；
按以下公式计算导航卫星的信号质量Q：
其中，X为导航卫星的GDoP值。
可选地，通信基站接收定位终端输出的定位信息并将其发送至监测服务器，包括：
定位终端将通过定位信标定位生成的定位信息与通过导航卫星定位生成的定位信息按时间序列输入滤波器，将滤波器输出的定位信息作为最终定位信息；
定位终端通过通信基站将最终定位信息发送给监测服务器。
综上所述，本发明通过预设算法计算并比较定位信标组和导航卫星的信号强度，依据比较结果确定采用哪组定位信标或导航卫星对定位终端进行定位，有效的解决了现有技术中无法对移动人员进行准确的装置内、装置外定位切换导致定位误差大的问题，有利于提高化工行业中对大型化工装置现场工作人员的定位效率，并大幅提高了定位精度。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

Claims (12)

1.一种基于定位信标的化工装置内外定位系统，其特征在于，包括：定位终端、设置在装置内及装置内与装置外之间的边界区的多个定位信标、至少一个通信基站、及监测服务器；
所述定位信标用于广播第一无线信号；
所述定位终端用于：
依据接收到的所有第一无线信号确定所述定位终端的区域信息，所述区域信息包括装置内、边界区及装置外；以及
若所述区域信息为装置内时，通过定位信标对所述定位终端进行定位，输出定位信息；
若所述区域信息为边界区时，依据所述定位终端接收到的所有第一无线信号的强度及导航卫星的信号强度确定所述定位终端通过定位信标或导航卫星进行定位，输出定位信息；
若所述区域信息为装置外时，通过导航卫星对所述定位终端进行定位，输出定位信息；
通信基站，用于接收所述定位终端输出的定位信息并将其发送至所述监测服务器；
所述通信基站，还用于：
向所述定位终端广播导航卫星的辅助信息，以使得所述定位终端能依据接收到的辅助信息判断是否更新存储的卫星信息，所述辅助信息包括导航卫星身份信息及导航卫星轨道信息；
所述第一无线信号包括对应定位信标的组别信息，所述组别信息为A或B，其中，A表示定位信标设置在装置内，B表示定位信标设置在装置内与装置外之间的边界区，所述定位终端，还用于：
依据接收到的所有第一无线信号的组别信息，将接收到的所有第一无线信号对应组别信息为A的定位信标确定为A组，将接收到的所有第一无线信号对应组别信息为B的定位信标确定为B组；
通过第一预设算法分别计算A组及B组的信号质量，依据A组及B组的信号质量确定所述定位终端的区域信息；
所述定位终端，还用于：
获取A组中第一无线信号强度大于第一阈值RT的第一无线信号强度RAM，获取B组中第一无线信号强度大于所述第一阈值RT的第一无线信号强度RBM；
按以下公式计算分别计算A组的信号质量wA及B组的信号质量wB：
wA＝(RT+RA1)+(RT+RA2)+...+(RT+RAM)；
wB＝(RT+RB1)+(RT+RB2)+...+(RT+RBN)；
若wA>wB，且wA>wT，所述定位终端的区域信息为装置内；
若wB≥wA，且wB>wT，所述定位终端的区域信息为边界区；
否则，所述定位终端的区域信息为装置外；
其中wT为第二阈值。
2.根据权利要求1所述的基于定位信标的化工装置内外定位系统，其特征在于，所述定位信标还设置在装置外的预设区域内，且设置在装置外的预设区域内的定位信标的组别信息为B。
3.根据权利要求1所述的基于定位信标的化工装置内外定位系统，其特征在于，所述定位终端包括卫星定位模块，所述定位终端，还用于：
若所述区域信息为装置内时，关闭所述卫星定位模块，通过定位信标对所述定位终端进行定位，输出定位信息。
4.根据权利要求3所述的基于定位信标的化工装置内外定位系统，其特征在于，所述定位终端，还用于：
若所述区域信息为边界区时，开启所述卫星定位模块并获取导航卫星的第二无线信号；
依据获取到的所有第二无线信号，通过第二预设算法计算获取到的所有导航卫星的信号质量Q；
若wB≥Q，则以接收到的信号强度最大的第一无线信号对应的定位信标的位置信息作为所述定位终端的定位信息；
若Q＜wB，则通过导航卫星对所述定位终端进行定位，输出定位信息。
5.根据权利要求4所述的基于定位信标的化工装置内外定位系统，其特征在于，所述定位终端，还用于：
依据获取到的所有第二无线信号确定对应导航卫星的信噪比；
获取信噪比大于第三阈值K的导航卫星的信噪比CN；
按以下公式计算导航卫星的信号质量Q：
其中，X为导航卫星的GDoP值。
6.根据权利要求5所述的基于定位信标的化工装置内外定位系统，其特征在于，所述定位终端，还用于：
将通过定位信标定位生成的定位信息与通过导航卫星定位生成的定位信息按时间序列输入滤波器，将滤波器输出的定位信息作为最终定位信息；
通过所述通信基站将所述最终定位信息发送给所述监测服务器。
7.一种基于定位信标的化工装置内外定位方法，其特征在于，所述方法应用于一种基于定位信标的化工装置内外定位系统，所述方法包括：
定位信标广播第一无线信号；
定位终端依据接收到的所有第一无线信号确定所述定位终端的区域信息，所述区域信息包括装置内、边界区及装置外；
若所述区域信息为装置内时，通过定位信标对所述定位终端进行定位，输出定位信息；
若所述区域信息为边界区时，依据所述定位终端接收到的所有第一无线信号的强度及导航卫星的信号强度确定所述定位终端通过定位信标或导航卫星进行定位，输出定位信息；
若所述区域信息为装置外时，通过导航卫星对所述定位终端进行定位，输出定位信息；
通信基站接收所述定位终端输出的定位信息并将其发送至监测服务器；
所述方法还包括：
所述通信基站向所述定位终端广播导航卫星的辅助信息，以使得所述定位终端能依据接收到的辅助信息判断是否更新存储的卫星信息，所述辅助信息包括导航卫星身份信息及导航卫星轨道信息；
所述定位信标为多个，所述第一无线信号包括对应定位信标的组别信息，所述组别信息为A或B，其中，A表示定位信标设置在装置内，B表示定位信标设置在装置内与装置外之间的边界区，所述定位终端依据接收到的所有第一无线信号确定所述定位终端的区域信息，包括：
所述定位终端依据接收到的所有第一无线信号的组别信息，将接收到的所有第一无线信号对应组别信息为A的定位信标确定为A组，将接收到的所有第一无线信号对应组别信息为B的定位信标确定为B组；
通过第一预设算法分别计算A组及B组的信号质量，依据A组及B组的信号质量确定所述定位终端的区域信息；
所述通过第一预设算法分别计算A组及B组的信号质量，依据A组及B组的信号质量确定所述定位终端的区域信息，包括：
获取A组中第一无线信号强度大于第一阈值RT的第一无线信号强度RAM，获取B组中第一无线信号强度大于所述第一阈值RT的第一无线信号强度RBM；
按以下公式计算分别计算A组的信号质量wA及B组的信号质量wB：
wA＝(RT+RA1)+(RT+RA2)+...+(RT+RAM)；
wB＝(RT+RB1)+(RT+RB2)+...+(RT+RBN)；
若wA>wB，且wA>wT，所述定位终端的区域信息为装置内；
若wB≥wA，且wB>wT，所述定位终端的区域信息为边界区；
否则，所述定位终端的区域信息为装置外；
其中wT为第二阈值。
8.根据权利要求7所述的基于定位信标的化工装置内外定位方法，其特征在于，所述定位信标还设置在装置外的预设区域内，且设置在装置外的预设区域内的定位信标的组别信息为B。
9.根据权利要求7所述的基于定位信标的化工装置内外定位方法，其特征在于，所述定位终端包括卫星定位模块，所述若所述区域信息为装置内时，通过定位信标对所述定位终端进行定位，输出定位信息，包括：
若所述区域信息为装置内时，关闭所述卫星定位模块，通过定位信标对所述定位终端进行定位，输出定位信息。
10.根据权利要求9所述的基于定位信标的化工装置内外定位方法，其特征在于，若所述区域信息为边界区时，依据所述定位终端接收到的所有第一无线信号的强度及导航卫星的信号强度确定所述定位终端通过定位信标或导航卫星进行定位，输出定位信息，包括：
若所述区域信息为边界区时，开启所述卫星定位模块并获取导航卫星的第二无线信号；
依据获取到的所有第二无线信号，通过第二预设算法计算获取到的所有导航卫星的信号质量Q；
若wB≥Q，则以接收到的信号强度最大的第一无线信号对应的定位信标的位置信息作为所述定位终端的定位信息；
若Q＜wB，则通过导航卫星对所述定位终端进行定位，输出定位信息。
11.根据权利要求10所述的基于定位信标的化工装置内外定位方法，其特征在于，所述依据获取到的所有第二无线信号，通过第二预设算法计算获取到的所有导航卫星的有效信号Q，包括：
依据获取到的所有第二无线信号确定对应导航卫星的信噪比；
获取信噪比大于第三阈值K的导航卫星的信噪比CN；
按以下公式计算导航卫星的信号质量Q：
其中，X为导航卫星的GDoP值。
12.根据权利要求11所述的基于定位信标的化工装置内外定位方法，其特征在于，所述通信基站接收所述定位终端输出的定位信息并将其发送至所述监测服务器，包括：
所述定位终端将通过定位信标定位生成的定位信息与通过导航卫星定位生成的定位信息按时间序列输入滤波器，将滤波器输出的定位信息作为最终定位信息；
所述定位终端通过所述通信基站将所述最终定位信息发送给所述监测服务器。
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