GB/T 38630-2020 信息技术 实时定位 多源融合定位数据接口

　　ICS 35 . 1 10 L 78

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 38630—2020

　　信息技术 实时定位多源融合定位数据接口

　　Informationtechnology—Real-timepositioning—

　　Multi-sourcefusionpositioningdatainterface

　　2020-04-28 发布 2020-1 1-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 38630—2020

　　GB/T 38630—2020

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

　　本标准由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC 28)提出并归口 。

　　本标准起草单位：中国电子技术标准化研究院、北京天地方元科技有限公司、武汉大学、军事科学院系统工程研究院后勤科学与技术研究所、深圳赛西信息技术有限公司、中国科学院计算技术研究所、国家信息中心、中国电子科技集团公司第五十四研究所、青岛安然物联网科技有限公司、中国科学院 自动化研究所、中国计量科学研究院、北京金坤科创技术有限公司、北京麦钉艾特科技有限公司、北京羲和科技有限公司、北京邮电大学、天复(东莞)标准技术有限公司、厦门市熠成信息技术有限公司、苏州寻息电子科技有限公司。

　　本标准主要起草人：张璋、赵方、罗海勇、王文峰、耿力、邓跃进、程旺迟、王进、邵文华、宋继伟、曹国顺、王思翔、余晖、王曲、田晓春、任昱晨、甘兴利、李爽、李明璋、高伟、何昭、郭晓涛、吴彤、肖登坤、李素敏、郑思伟、焦继超、陈小松、王成、石红岩、余彦培、谢飞鹏。

　　GB/T 38630—2020

　　信息技术 实时定位

　　多源融合定位数据接口

　　1 范围

　　本标准规定了多源融合定位系统中的定位引擎接口与参数定义。

　　本标准适用于通过多个子定位引擎根据融合策略进行多源融合定位的实时定位系统设计、开发和应用。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 16831—2013 基于坐标的地理点位置标准表示法

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　智能终端 smartterminal

　　具有嵌入式软硬件系统、面向个人消费市场的终端产品。

　　3.2

　　实时定位终端 real-timepositioningterminal

　　依附于资产(物品、人体等)目标上的位置信号采集与发送的智能终端。

　　注：实时定位终端发送包括资产唯一标识的信息，并可提供终端所处环境(如可接收到的 Wi-Fi 信号)的多种状态信息。

　　3.3

　　定位引擎 positioningengine

　　计算实时定位终端位置的软件或组件。

　　3.4

　　融合定位引擎 fusionpositioningengine

　　将多个子定位引擎的结果根据融合算法进行最优估计，以获得更佳定位结果的模块。

　　注：例如融合 Wi-Fi子定位引擎和 PDR子定位引擎的融合定位引擎。

　　3.5

　　子定位引擎 sub-positioningengine

　　能够独立提供定位结果的定位引擎。

　　3.6

　　异步调用 asynchronouscall

　　一个可以无需等待被调用函数的返回值就让操作继续进行的方法。

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　　3.7

　　圆概率误差 circularerrorprobable

　　以真实位置为圆心，偏离圆心概率为 50%的二位点位的散布半径。

　　3.8

　　定位精度 positioningaccuracy

　　定位结果与真实位置之间的标准差。

　　3.9

　　XML标记 XML tag

　　XML文档内合法内容的标识符。

　　[GB/T 30996 . 1—2014,定义 3 . 5]

　　4 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件。

　　CEP：圆概率误差(Circular Error Probable)

　　HTTP：超文本传输协议(HyperText Transfer Protocol)

　　PDR：行人航迹推断(Pedestrian Dead Reckoning)

　　XML：可扩展置标语言(eXtensible Markup Language)

　　5 系统架构

　　融合定位系统架构包括定位客户端和定位服务端。 定位服务端由融合定位引擎和多个子定位引擎组成。 定位客户端与融合定位引擎、融合定位引擎与子定位引擎之间采用请求/响应的服务模式。 定位服务端可部署在本地(如智能终端)或远程网络，与客户端通过网络接口传输定位请求或定位结果。 多源融合定位系统架构见图 1 。

　　图 1 多源融合定位系统架构

　　融合定位的基本过程如下(见图 2) :

　　a) 定位客户端将传感器数据封装;

　　b ) 定位客户端通过融合引擎定位接口向融合定位引擎发送定位请求;

　　c) 融合定位引擎接收传感器数据后，通过子定位引擎定位接口向各子定位引擎转发定位请求;

　　d) 各子定位引擎接收传感器数据后计算子定位引擎定位结果;

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　　e) 子定位引擎向融合定位引擎返回子定位引擎定位结果;

　　f) 融合定位引擎接收子定位引擎定位结果后进行缓存，并根据融合定位策略融合各子定位引擎定位结果获得融合定位结果(融合策略参见附录 A) ;

　　g) 融合定位引擎向定位请求返回融合定位结果(为保证定位系统的实时性，融合定位引擎可立即返回已计算出的融合定位结果)。

　　图 2 多源融合定位基本过程图

　　6 定位引擎接口

　　6 . 1 融合引擎定位接口

　　定位客户端向融合定位引擎发送获取定位结果请求，并采用异步调用接收融合定位引擎返回的融合定位结果。 定位客户端根据本标准传感器参数定义封装客户端实时采集的传感器数据样本，向融合定位引擎发送融合定位请求。 融合定位引擎收到请求后检查是否存在融合定位结果，若存在则立刻返回融合定位结果，否则返回失败的定位结果，如图 3 所示。

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　　图 3 定位客户端与定位服务端交互示意图

　　融合定位请求接口定义的 Java描述如下：

　　String positioningResult = positioning(String sensorData)

　　输入参数：

　　—sensorData 传感器数据

　　输出参数：

　　—positioningResult 融合定位结果

　　注：positioning接口的请求—响应封装 XML示例参见附录 B 的 B. 1 。

　　6 . 2 子定位引擎定位接口

　　融合定位引擎向子定位引擎转发定位请求，并采用异步调用接收子定位引擎返回的定位结果响应。融合定位引擎接收到定位客户端定位请求后，封装传感器数据和最新融合定位结果为子定位引擎的定位请求，向所有子定位引擎发送。 子定位引擎数量没有限制，可以是多个子定位引擎，也可以只有一个。若子定位引擎定位成功，则将子定位引擎定位结果与其他已存在子定位引擎定位结果融合，并更新融合定位结果。 融合定位引擎与单个子定位引擎交互时序见图 4 。

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　　图 4 融合定位引擎与单个子定位引擎交互时序图

　　子定位引擎定位请求接口定义的 Java描述如下：

　　String positioningResult = subpositioning(String sensorData, String positioningResult)

　　输入参数：

　　—sensorData 传感器数据

　　—positioningResult 上一次的融合定位结果

　　输出参数：

　　—positioningResult 子定位引擎定位结果

　　注：subpositioningRequest接口的请求—响应封装 XML示例参见 B.2。

　　7 参数定义

　　7 . 1 传感器参数定义

　　传感器参数的定义见表 1 。每一种子定位引擎根据自身需求解析一种或多种传感器数据项进行定位 。例如磁定位引擎可解析磁力和加速度传感器数据，惯性导航只需解析加速度传感器数据。

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　　表 1 传感器参数定义

　　GB/T 38630—2020

　　表 1(续)

　　GB/T 38630—2020

　　表 1(续)

　　GB/T 38630—2020

　　表 1(续)

　　GB/T 38630—2020

　　表 1(续)

　　7 . 2 定位结果参数定义

　　定位结果相关参数的定义见表 2 。

　　表 2 定位结果参数定义

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　　表 2(续)

　　GB/T 38630—2020

　　表 2(续)

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　融合定位策略示例

　　A.1 加权融合策略

　　赋予每个定位引擎定位结果特定权值，多个结果的加权和作为融合定位引擎结果。 常用权值计算方法包括定位结果圆概率误差倒数、人工指定和深度学习法等。

　　A.2 投票融合策略

　　适用于楼宇识别、楼层判断等枚举类型定位信息融合。 每个定位引擎输出结果计一票，票数最高的作为融合结果。 若多个融合结果票数相同则随机选择一个作为融合结果。

　　A.3 单独隔离策略

　　适用于系统调试目的的定位结果融合。 即只选择一个定位引擎结果输出，排除其他引擎结果干扰，观察特定引擎的作用。

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　　附 录 B

　　(资料性附录)

　　多源融合定位数据接口 XML模式示例

　　B.1 positioning接口的请求—响应示例

　　以下给出用 XML语言描述的多源传感器数据封装(sensorData)示例以及融合定位结果响应(po- sitioningResult)示例。 描述中在符号“〉”与“〈”之间使用了传感器参数和定位结果参数的具体数据示例，参数定义见表 1 和表 2 。

　　a) 多源传感器数据封装(sensorData)示例

　　〈?xml version= "1.0" encoding="UTF-8"?〉

　　〈sensorData xmlns: xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"〉

　　〈RequestID〉req001〈/RequestID〉

　　〈 DeviceID〉dev-001〈/DeviceID〉

　　〈TimeStamp〉1532246255983〈/TimeStamp〉

　　〈SampleDuration〉2000〈/SampleDuration〉

　　〈 AccXList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/AccXList 〉

　　〈 AccYList〉2 . 11 2 . 22 2 . 33〈/AccYList〉

　　〈 AccZList〉3 . 11 3 . 22 3 . 33〈/AccZList 〉

　　〈MagXList〉1.11 1.22 1.33〈/MagXList〉

　　〈MagYList〉2.11 2.22 2.33〈/MagYList〉

　　〈MagZList〉3.11 3.22 3.33〈/MagZList〉

　　〈GyroXList〉1.11 1.22 1.33〈/GyroXList〉

　　〈GyroYList〉2.11 2.22 2.33〈/GyroYList〉

　　〈GyroZList〉3.11 3.22 3.33〈/GyroZList〉

　　〈 YawList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/YawList 〉

　　〈 PitchList〉2 . 11 2 . 22 2 . 33〈/PitchList 〉

　　〈 RollList〉3 . 11 3 . 22 3 . 33〈/RollList 〉

　　〈 GraXList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/GraXList 〉

　　〈 GraYList〉2 . 11 2 . 22 2 . 33〈/GraYList 〉

　　〈 GraZList〉3 . 11 3 . 22 3 . 33〈/GraZList 〉

　　〈 LinAccXList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/LinAccXList〉

　　〈 LinAccYList〉2 . 11 2 . 22 2 . 33〈/LinAccYList〉

　　〈 LinAccZList〉3 . 11 3 . 22 3 . 33〈/LinAccZList〉

　　〈 RotVecXList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/RotVecXList〉

　　〈 RotVecYList〉2 . 11 2 . 22 2 . 33〈/RotVecYList〉

　　〈 RotVecZList〉3 . 11 3 . 22 3 . 33〈/RotVecZList〉

　　〈LightList〉1.11 1.22 1.33〈/LightList〉

　　〈 PreList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/PreList 〉

　　〈 TemList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/TemList 〉

　　〈 TemList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/TemList 〉

　　GB/T 38630—2020

　　〈 GNSSLonList〉-94 . 5925376〈/GNSSLonList〉

　　〈 GNSSLatList〉39 . 0167607〈/GNSSLatList〉

　　〈 GNSSAttList〉300〈/GNSSAttList〉

　　〈 GNSSAccuList〉5 . 0〈/GNSSAccuList〉

　　〈 NetworkLonList〉-94 . 5925358〈/NetworkLonList〉

　　〈 NetworkLatList〉39 . 0167608〈/NetworkLatList〉

　　〈 NetworkAccuList〉300〈/NetworkAccuList〉

　　〈 WifiMacList〉00016C06A629 00016C06A630 00016C06A631〈/WifiMacList〉

　　〈 WifiRssList〉-50-69-83〈/WifiRssList〉

　　〈 BleMacList〉00016C06B629 00016C06B630 00016C06B631〈/BleMacList〉

　　〈 BleRssList〉-50-69-83〈/BleRssList〉

　　〈ExtendedDataName〉氧气浓度百分比〈/ExtendedDataName〉

　　〈 ExtendedDataValue〉82 . 2 88 . 9 83 . 1〈/ExtendedDataValue〉 〈/sensorData〉

　　b) 融合定位结果响应(positioningResult)示例

　　〈?xml version= "1.0" encoding="UTF-8"?〉

　　〈positioningResult xmlns: xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"〉 〈RequestID〉req001〈/RequestID〉

　　〈EngineID〉001〈/EngineID〉

　　〈EngineName〉融合定位引擎〈/EngineName〉〈 !—融合定位引擎需在定位引擎名称处注明融合定位--〉

　　〈TimeStamp〉1532246255983〈/TimeStamp〉

　　〈 Location〉〈 !—与子定位引擎相比，融合定位引擎定位结果更丰富--〉

　　〈BuildingID〉build-001〈/BuildingID〉

　　〈BuildingName〉计算所科研楼〈/BuildingName〉

　　〈BuildingPrecision〉0.5〈/BuildingPrecision〉

　　〈 Floor〉3〈/Floor 〉

　　〈 FloorPrecision〉0 . 9〈/FloorPrecision 〉

　　〈X〉94 . 5925376〈/X〉

　　〈Y〉39 . 0167607〈/Y〉

　　〈 HorizontalCEP〉2 . 8〈/ HorizontalCEP〉

　　〈 HorizontalPrecision〉1 . 5〈/ HorizontalPrecision〉

　　〈Z〉7〈/Z〉

　　〈 VerticalCEP〉0 . 1〈/VerticalCEP 〉

　　〈 VerticalPrecision〉0 . 1〈/VerticalPrecision 〉

　　〈/Location〉

　　〈 ContextDetection〉

　　〈 Context〉Indoor〈/Context〉

　　〈 ContextPrecision〉0 . 9〈/ContextPrecision〉

　　〈/ContextDetection〉

　　〈 OrientationDetection〉

　　〈 Orientation〉1 . 5〈/ Orientation 〉

　　〈 OrientationPrecision〉5 . 8〈/ OrientationPrecision〉

　　GB/T 38630—2020

　　〈/ OrientationDetection〉

　　〈/positioningResult〉

　　B.2 subpositioning接口的请求—响应示例

　　以下给出用 XML语言描述的多源传感器数据封装(sensorData)示例和融合定位结果响应(posi- tioningResult)示例以及子定位引擎定位结果响应(positioningResult)示例。描述中在符号“〉”与“〈”之

　　间使用了传感器参数和定位结果参数的具体数据示例，参数的定义见表 1 和表 2 。

　　a) 多源传感器数据封装(sensorData)示例和融合定位结果响应(positioningResult)示例〈?xml version= "1.0" encoding="UTF-8"?〉

　　〈subpositioningRequest xmlns: xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"〉

　　〈sensorData xmlns: xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"〉〈!—传感器数

　　据转发--〉

　　〈RequestID〉req001〈/RequestID〉

　　〈 DeviceID〉dev-001〈/DeviceID〉

　　〈TimeStamp〉1532246255983〈/TimeStamp〉

　　〈SampleDuration〉2000〈/SampleDuration〉

　　〈 AccXList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/AccXList 〉

　　〈 AccYList〉2 . 11 2 . 22 2 . 33〈/AccYList〉

　　〈 AccZList〉3 . 11 3 . 22 3 . 33〈/AccZList 〉

　　〈MagXList〉1.11 1.22 1.33〈/MagXList〉

　　〈MagYList〉2.11 2.22 2.33〈/MagYList〉

　　〈MagZList〉3.11 3.22 3.33〈/MagZList〉

　　〈GyroXList〉1.11 1.22 1.33〈/GyroXList〉

　　〈GyroYList〉2.11 2.22 2.33〈/GyroYList〉

　　〈GyroZList〉3.11 3.22 3.33〈/GyroZList〉

　　〈 YawList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/YawList 〉

　　〈 PitchList〉2 . 11 2 . 22 2 . 33〈/PitchList 〉

　　〈 RollList〉3 . 11 3 . 22 3 . 33〈/RollList 〉

　　〈 GraXList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/GraXList 〉

　　〈 GraYList〉2 . 11 2 . 22 2 . 33〈/GraYList 〉

　　〈 GraZList〉3 . 11 3 . 22 3 . 33〈/GraZList 〉

　　〈 LinAccXList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/LinAccXList〉

　　〈 LinAccYList〉2 . 11 2 . 22 2 . 33〈/LinAccYList〉

　　〈 LinAccZList〉3 . 11 3 . 22 3 . 33〈/LinAccZList〉

　　〈 RotVecXList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/RotVecXList〉

　　〈 RotVecYList〉2 . 11 2 . 22 2 . 33〈/RotVecYList〉

　　〈 RotVecZList〉3 . 11 3 . 22 3 . 33〈/RotVecZList〉

　　〈LightList〉1.11 1.22 1.33〈/LightList〉

　　〈 PreList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/PreList 〉

　　〈 TemList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/TemList 〉

　　〈 TemList〉1 . 11 1 . 22 1 . 33〈/TemList 〉

　　〈 GNSSLonList〉-94 . 5925376〈/GNSSLonList〉

　　GB/T 38630—2020

　　〈 GNSSLatList〉39 . 0167607〈/GNSSLatList〉

　　〈 GNSSAttList〉300〈/GNSSAttList〉

　　〈 GNSSAccuList〉5 . 0〈/GNSSAccuList〉

　　〈 NetworkLonList〉-94 . 5925358〈/NetworkLonList〉

　　〈 NetworkLatList〉39 . 0167608〈/NetworkLatList〉

　　〈 NetworkAccuList〉300〈/NetworkAccuList〉

　　〈 WifiMacList〉00016C06A629 00016C06A630 00016C06A631〈/WifiMacList〉

　　〈 WifiRssList〉-50-69-83〈/WifiRssList〉

　　〈 BleMacList〉00016C06B629 00016C06B630 00016C06B631〈/BleMacList〉

　　〈 BleRssList〉-50-69-83〈/BleRssList〉

　　〈ExtendedDataName〉氧气浓度百分比〈/ExtendedDataName〉

　　〈 ExtendedDataValue〉82 . 2 88 . 9 83 . 1〈/ExtendedDataValue〉

　　〈/sensorData〉

　　〈positioningResult xmlns : xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"〉〈!—融

　　合定位结果转发--〉

　　〈RequestID〉req001〈/RequestID〉

　　〈EngineID〉001〈/EngineID〉

　　〈EngineName〉融合定位引擎〈/EngineName〉

　　〈TimeStamp〉1532246255983〈/TimeStamp〉

　　〈 Location〉

　　〈BuildingID〉build-001〈/BuildingID〉

　　〈BuildingName〉计算所科研楼〈/BuildingName〉

　　〈BuildingPrecision〉0.5〈/BuildingPrecision〉

　　〈 Floor〉3〈/Floor 〉

　　〈 FloorPrecision〉0 . 9〈/FloorPrecision 〉

　　〈X〉94 . 5925376〈/X〉

　　〈Y〉39 . 0167607〈/Y〉

　　〈 HorizontalCEP〉2 . 8〈/ HorizontalCEP〉

　　〈 HorizontalPrecision〉1 . 5〈/ HorizontalPrecision〉

　　〈Z〉7〈/Z〉

　　〈 VerticalCEP〉0 . 1〈/VerticalCEP 〉

　　〈 VerticalPrecision〉0 . 1〈/VerticalPrecision 〉

　　〈/Location〉

　　〈 ContextDetection〉

　　〈 Context〉Indoor〈/Context〉

　　〈 ContextPrecision〉0 . 9〈/ContextPrecision〉

　　〈/ContextDetection〉

　　〈 OrientationDetection〉

　　〈 Orientation〉1 . 5〈/ Orientation 〉

　　〈 OrientationPrecision〉5 . 8〈/ OrientationPrecision〉

　　〈/ OrientationDetection〉

　　〈/positioningResult〉

　　〈/subpositioningRequest〉

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　　b) 子定位引擎定位结果响应(positioningResult)示例

　　〈?xml version= "1.0" encoding="UTF-8"?〉

　　〈positioningResult xmlns: xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"〉 〈RequestID〉req001〈/RequestID〉

　　〈EngineID〉001〈/EngineID〉

　　〈EngineName〉Wi-Fi定位引擎(KNN 方法)〈/EngineName〉〈!—子定位引擎需在引擎名称处

　　注明子定位引擎定位--〉

　　〈TimeStamp〉1532246255983〈/TimeStamp〉

　　〈 Location〉〈 !—与融合定位引擎相比，子定位引擎数据项较少--〉

　　〈BuildingID〉build-001〈/BuildingID〉

　　〈BuildingName〉计算所科研楼〈/BuildingName〉

　　〈BuildingPrecision〉0.5〈/BuildingPrecision〉

　　〈 Floor〉3〈/Floor 〉

　　〈 FloorPrecision〉0 . 9〈/FloorPrecision 〉

　　〈X〉94 . 5925376〈/X〉

　　〈Y〉39 . 0167607〈/Y〉

　　〈 HorizontalCEP〉2 . 8〈/ HorizontalCEP〉

　　〈/Location〉

　　〈ExtendedDataName〉Wi-Fi前 3 个候选点的权值〈/ExtendedDataName〉

　　〈 ExtendedDataValue〉0 . 822 0 . 0189 0 . 0831〈/ExtendedDataValue〉

　　〈/positioningResult〉

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　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 29261 . 5—2014 信息技术 自动识别和数据采集技术 词汇 第 5 部分：定位系统(ISO/IEC 19762-5:2008, IDT)

　　[2] GB/T 30996 . 1—2014 信息技术 实时定位系统 第 1 部分：应用程序接口(ISO/IEC 24730-1 : 2006, MOD)