随着信息技术的飞速发展,人们的生活正在发生巨大改变,人们对基于位置服务的需求越来越迫切,尤其是室内位置服务。

室外定位系统中BDS系统、GPS系统等受室内复杂环境条件限制精度大幅下降甚至失效,难以在室内定位中发挥作用,而室内二维定位技术缺乏高程信息,也难以满足人们对室内位置服务的需求。

三维定位技术普遍存在精度高时硬件成本也相对较高而难以大范围推广,硬件成本较低时定位的精度大幅下降而难以满足位置服务需求的难题,因此研究高精度、低成本的室内三维定位技术具有重要的意义。

传统二维平面定位，主要是通过室外GPS信号、室内基站锚点来获得目标的X,Y经纬度数据实现定位。而想要进行三维定位，必须获得垂直Z轴坐标。

在不同楼层中，可以通过每层部署带有楼层信息编号的蓝牙信标作分层定位；在同一楼层里，通过在天花板和地板各安装一台UWB基站，它们和定位标签分别做垂直的TOF测距，得出定位标签的垂直定位信息，再传输至服务器进行可视化解算。

（UWB三维定位示意图）

蓝牙信标负责分辨在哪一层楼，UWB基站负责分辨在这一层楼哪个位置，这种方案在实际应用过程中会如下不少问题：1. 基站部署数量大幅度增加，成本高昂；
2. 垂直测距受环境限制很大，难以找到一高一低无遮挡的地方，容易出现定位死角；
3. UWB基站部署难度大，在消防救援、工厂临时高空作业等场景，没办法及时部署基站；
4. 高程定位不精准，实用性不足。

为了保障厂区登高作业工人生命安全，深圳华安联大创新科技有限公司，在以气压测量集成传感器研制高度计的基础上,设计一款高度与北斗RTK、蓝牙、UWB相结合的定位卡,以满足实际应用需求。

其技术实现原理是利用气压传感器来解算相应的高度信息,配合上其他定位模块传输的经纬度信息实现完整的三维定位结果。

利用气压计实现高程定位是一种常见的方法，被广泛应用于航空、气象和户外探险等领域。

气压计通过测量大气压力的变化来确定高度的变化。当在不同的高度上移动时，气压会发生变化，利用这种变化可以推断出物体的垂直位置。

要实现气压计的三维定位，需要进行以下步骤：

校准：在开始定位之前，需要先对气压计进行校准。校准过程包括获取当前的海拔高度和大气压力，并将其作为基准值。

测量：气压计会不断测量当前的气压值，并与校准时获取的基准值进行比较。

高度计算：通过比较当前测得的气压值和基准值，可以计算出当前的高度差。利用这个高度差，可以确定物体相对于基准位置的垂直位置。

位置估计：结合其他传感器（如加速度计、陀螺仪等），可以将高度差转换为三维坐标，从而实现物体的三维定位。

需要注意的是，气压计在室内环境中的定位精度可能受到建筑物结构、温度变化等因素的影响。

为此，我们在需要定位的楼层一楼的地方，放一张星斗3定位胸牌作为气压基准点，其他胸牌与之进行实时校准，尔后得出精度优于1米的垂直坐标。

在后台可视化展示方面，我们做了算法处理，当定位卡气压产生变化时，我们在展示后台还能看到这个人在爬楼梯，这种可视化高程定位技术，在大型商超、消费救援、电厂爬高维修等许多领域中都具有重要的应用意义。

通过准确确定垂直高程信息，可以帮助进行工程设计、城市规划、自然灾害管理等工作，确保安全、高效和可持续的发展。