CN117111126B - 基于北斗的石化工作人员联合定位方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种基于北斗的石化工作人员联合定位方法和装置，涉及定位方法技术领域。方法包括：比较石化工作人员所在位置蓝牙基站与啁啾扩频基站的信号强度值；在蓝牙基站的信号强度值大于或等于啁啾扩频基站的信号强度值的情况下，基于北斗卫星组合与蓝牙基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得石化工作人员所在位置的最终定位坐标；在蓝牙基站的信号强度值小于啁啾扩频基站的信号强度值的情况下，基于北斗卫星组合与啁啾扩频基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得石化工作人员所在位置的最终定位坐标。该方法能够对石化工作人员精准定位，满足石化人员定位管理需要。

Description

基于北斗的石化工作人员联合定位方法和装置

技术领域

本发明涉及定位方法技术领域，具体而言，涉及一种基于北斗的石化工作人员联合定位方法和装置。

背景技术

近几年石化安全越来越突出，加快推进危化品企业双重预防机制数字化建设的需求愈发强烈，关于化工厂区人员定位的要求也越来越高。同时，化工作业人员存在监管难，人员具体分布未知，一旦发生危险，比如火灾爆炸等，无法掌握被困人员的位置，导致救援效率低，错失最佳救援时机。其次，危化区域权限不细，存在安全隐患。这些都是石油化工常见的管理难点。

目前，石化园区的人员定位主要有蓝牙、RTK+蓝牙、UWB、ZigBee集中技术。由于石化厂存在大量的管囊结构和装置钢铁林立，遮挡疲敝严重；石化面积大，作业区域灵活多变，使得采用这些技术在石化厂内进行人员定位存在诸多问题，如定位精度不高、漂移、定位路线折还、维护难、传输不易、部署成本高、耗电量高等问题，不能解决石化高危需要精确定位。

在此情况下，急需一种方法满足米级定位，能够在装置管囊下精确定位的方法，满足石化人员定位管理需要。

发明内容

本发明的目的包括提供了一种基于北斗的石化工作人员联合定位方法和装置，其能够对石化工作人员精准定位，满足石化人员定位管理需要。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种基于北斗的石化工作人员联合定位方法，方法包括：

S1：求解石化工作人员所在位置北斗卫星系统中每个卫星的信号强度值RTK，得到信号强度最大的四颗卫星，组成用于获取北斗定位数据的北斗卫星组合；

S2：比较石化工作人员所在位置蓝牙基站与啁啾扩频基站的信号强度值；

在蓝牙基站的信号强度值大于或等于啁啾扩频基站的信号强度值的情况下，执行S3：基于北斗卫星组合与蓝牙基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得石化工作人员所在位置的最终定位坐标；

在蓝牙基站的信号强度值小于啁啾扩频基站的信号强度值的情况下，执行S4：基于北斗卫星组合与啁啾扩频基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得石化工作人员所在位置的最终定位坐标。

在可选的实施方式中，S1包括：

求解每个卫星的信号强度值RTK，在周期T内进行等间隔k次采样，信号强度值RTK的计算公式如下：

式中，R_i为第i次采集到的信号强度值，max(R_i)为k次采样中最大的信号强度值，min(R_i)为k次采样中最小的信号强度值。

在可选的实施方式中，S3包括：

S31：通过蓝牙基站获取石化工作人员所在位置的蓝牙定位坐标；

S32：将S1获得的北斗定位数据中的北斗定位坐标和S31获得的蓝牙定位坐标转换到同一定位坐标系下；

S33：采用神经网络对同一定位坐标系下的北斗定位坐标和蓝牙定位坐标进行融合，输出最终定位坐标。

在可选的实施方式中，S32包括：

将S1获得的北斗定位数据中的北斗定位坐标转换到蓝牙定位坐标系中；或者，将S31获得的蓝牙定位坐标转换到北斗定位坐标系中。

在可选的实施方式中，S32包括：

确定蓝牙定位坐标系O-XYZ和北斗定位坐标系O_m-X_mY_mZ_m；

确定北斗定位坐标系中的北斗定位坐标[x_m，y_m，z_m]与蓝牙定位坐标系中的蓝牙定位坐标[x，y，z]的关系。

在可选的实施方式中，在S32中，北斗定位坐标系中的北斗定位坐标[x_m，y_m，z_m]与蓝牙定位坐标系中的蓝牙定位坐标[x，y，z]的关系如下：

式中，α为蓝牙定位坐标系O-XYZ绕y轴旋转的角度，β为蓝牙定位坐标系O-XYZ绕z轴旋转的角度，γ为蓝牙定位坐标系O-XYZ绕x轴旋转的角度。

在可选的实施方式中，在S33中，神经网络采用BP神经网络。

在可选的实施方式中，在S33中，BP神经网络含有两个输入向量，分别是北斗定位坐标和蓝牙定位坐标，一个输出向量，表示融合后输出的最终定位坐标。

在可选的实施方式中，S4包括：

S41：建立石化工作人员到卫星的伪距方程；

S42：建立石化工作人员到啁啾扩频基站的伪距方程；

S43：联合石化工作人员到卫星的伪距方程与石化工作人员到啁啾扩频基站的伪距方程，建立超定方程组；

S44：对超定方程组进行线性化处理和最小二乘求解，得到石化工作人员所在位置的最终定位坐标。

第二方面，本发明还提供一种基于北斗的石化工作人员联合定位装置，所述装置包括：

移动接收机，用于佩戴在石化工作人员的身上，所述移动接收机包括北斗标签、蓝牙标签和啁啾扩频标签，其中，所述北斗标签用于与北斗卫星系统通信连接，所述蓝牙标签用于与蓝牙基站通信连接，所述啁啾扩频标签用于与啁啾扩频基站通信连接；

处理器，用于求解石化工作人员所在位置北斗卫星系统中每个卫星的信号强度值RTK，得到信号强度最大的四颗卫星，组成用于获取北斗定位数据的北斗卫星组合；还用于比较石化工作人员所在位置蓝牙基站与啁啾扩频基站的信号强度值；在所述蓝牙基站的信号强度值大于或等于所述啁啾扩频基站的信号强度值的情况下，基于所述北斗卫星组合与所述蓝牙基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得石化工作人员所在位置的最终定位坐标；在所述蓝牙基站的信号强度值小于所述啁啾扩频基站的信号强度值的情况下，基于所述北斗卫星组合与所述啁啾扩频基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得石化工作人员所在位置的最终定位坐标。

本发明实施例提供的基于北斗的石化工作人员联合定位方法和装置的有益效果包括：

1.选择了信号强度稳定且最大的四颗卫星组合用于获取石化工作人员此时的北斗定位坐标，可以使得到的北斗定位坐标更加精准；

2.基于北斗卫星组合与蓝牙基站或啁啾扩频基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得更加精准的石化工作人员所在位置的最终定位坐标。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的基于北斗的石化工作人员联合定位方法的流程图；

图2为蓝牙定位坐标系O-XYZ与北斗定位坐标系O_m-X_mY_mZ_m的转换关系示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

北斗三号全球卫星导航系统正式开通以来，随着北斗三号全球卫星导航系统的商业发展，新增24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星，通过北斗进行多重覆盖，给定位带来了新的革命，特别是对解决遮挡覆盖、同步时长等问题得到了一定的提升。

针对使用单一定位技术在石化场景存在局限性、定位精度较低的问题，请参考图1，本实施例提供了一种基于北斗的石化工作人员联合定位方法（以下简称：方法），方法包括以下步骤：

S1：求解石化工作人员所在位置北斗卫星系统中每个卫星的信号强度值RTK，得到信号强度最大的四颗卫星，组成用于获取北斗定位数据的北斗卫星组合。

具体的，求解每个卫星的信号强度值RTK，在周期T（可以是10分钟）内进行等间隔k次（可以是10次）采样，信号强度值RTK的计算公式如下：

式中，R_i为第i次采集到的信号强度值，max(R_i)为k次采样中最大的信号强度值，min(R_i)为k次采样中最小的信号强度值。

上式可以获得信号强度稳定且最大的四颗卫星，信号强度稳定且最大的四颗卫星的北斗卫星组合用于获取石化工作人员此时的北斗定位坐标，可以使得到的北斗定位坐标更加精准。

由于北斗定位也存在着小可避免的限制，例如信号遮挡引起位置点漂移、在无信号区域推算的精度低，导致定位误差较大。为了克服北斗定位的这些限制，在仅北斗定位困难或不可能的情况下，使用蓝牙基站或CSS（全称：chirp spread spectrum，中文名：啁啾扩频）基站对石化工作人员进行定位。

S2：比较石化工作人员所在位置蓝牙基站与啁啾扩频基站的信号强度值。

在蓝牙基站的蓝牙信号的信号强度值大于或等于啁啾扩频基站的啁啾扩频信号的信号强度值的情况下，执行S3：基于北斗卫星组合与蓝牙基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得石化工作人员所在位置的最终定位坐标。

在蓝牙基站的蓝牙信号的信号强度值小于啁啾扩频基站的啁啾扩频信号的信号强度值的情况下，执行S4：基于北斗卫星组合与啁啾扩频基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得石化工作人员所在位置的最终定位坐标。

其中，蓝牙基站的蓝牙信号的信号强度值、啁啾扩频基站的啁啾扩频信号的信号强度值的计算方式可以采用卫星的信号强度值RTK的计算方式。

具体的，S3包括：

S31：通过蓝牙基站获取石化工作人员所在位置的蓝牙定位坐标。

具体的，通过蓝牙基站可以直接获取石化工作人员携带的标签的坐标，标签的坐标即为蓝牙定位坐标。

S32：将S1获得的北斗定位数据中的北斗定位坐标和S31获得的蓝牙定位坐标转换到同一定位坐标系下。

因为蓝牙定位技术解算出的蓝牙定位坐标与北斗定位坐标不在同一坐标系中，无法进行直接融合，需要将其中某一坐标转换到另一坐标系下，两个坐标方能进行融合。这里将蓝牙定位坐标转换成北斗定位坐标，这个过程涉及两者坐标系之问的转换，建立两坐标系之问的一一对应关系，将定位位置从一种坐标系转换到另外一种坐标系中。

首先定义蓝牙定位坐标系，以蓝牙基站为原点，根据天线阵面排布确定合适的x轴和y轴方向，并根据右手坐标系法则确定z轴方向，表示为O-XYZ。定义北斗定位坐标系满足右手坐标系法则，以北斗基站点为原点，正北方向为y轴正方向，正东方向为x轴正方向，z轴垂直向上构成右手坐标系，表示为O_m-X_mY_mZ_m。假设蓝牙定位坐标系与北斗定位坐标系之问的相对关系如图2所示。

蓝牙定位坐标系O-XYZ依次绕y轴旋转α，绕z轴旋转β，绕x轴旋转γ得到北斗定位坐标系O_m-X_mY_mZ_m。这个转换过程可以看作蓝牙定位坐标系分别绕3个坐标轴进行3次平面旋转得到。

因此，可以得到三维坐标系之问的转换关系为构造3个平面的旋转矩阵得到，假设石化工作人员在北斗定位坐标系中的北斗定位坐标为[x_m，y_m，z_m]，在蓝牙定位坐标系中的蓝牙定位坐标为[x，y，z]，则可以得到两坐标的关系如下：

采用上式就可以计算出蓝牙定位坐标[x，y，z]在北斗定位坐标系O_m-X_mY_mZ_m下的坐标，也可以计算出北斗定位坐标为[x_m，y_m，z_m]在蓝牙定位坐标系O-XYZ下的坐标。

S33：采用神经网络对同一定位坐标系下的北斗定位坐标和蓝牙定位坐标进行融合，输出最终定位坐标。

具体的，神经网络可以采用BP神经网络。BP神经网络算法是一种监督式的学习算法，其主要思想是通过采用梯度搜索技术对已知实际定位信息与检测定位信息样本组进行学习，最终实现检测定位信息的实际输出值与期望输出值的均方值误差最小。BP神经网络是一种前馈式神经网络，是目前使用最广泛的一种神经网络，一般包括输入层、若干隐含层和输出层3部分。

为实现将北斗定位坐标和蓝牙定位坐标通过BP神经网络进行融合达到降低定位误差的效果。本实施例构造的BP神经网络含有两个输入向量，分别是北斗定位坐标和蓝牙定位坐标，一个输出向量，表示融合后输出的最终定位坐标。所以网络输入层的神经元有2个，输出层神经元有1个。

隐含层设计可由以下公式确定：

其中，N为隐含层层数，ceil为函数名，表示大于或者等于指定表达式的最小整数，J为输出层神经元个数，I为输入层神经元个数，K为标准样本个数。由此确定本实施例采用1层隐含层设计。

隐含层节点个数取M=2n+1，其中，n表示输入层神经元个数。隐含层作用函数取正切传递函数tansig，输出层作用函数取对数传递函数logsig。

这样，利用北斗定位技术与蓝牙定位技术联合得出石化工作人员的坐标，不仅定位精度高，而且利用了蓝牙定位硬件功耗低、工作时间长、易部署等优点，能适应石化作业环境、低成本、实时联合定位可以保障石化工作人员的安全。

具体的，S4包括：

S41：建立石化工作人员到卫星的伪距方程。

假设被定位的石化工作人员的移动接收机能够接收到i个卫星信号（0<i≤4），每个卫星的坐标为[x_i，y_i，z_i]，设石化工作人员的坐标为[x，y，z]，卫星到石化工作人员的伪距方程：

式中，D_i为卫星到石化工作人员的伪距，△D表示由卫星钟差、卫星信号在电离层、对流层传播引起的综合误差，w_i为基于卫星的测量噪声。

S42：建立石化工作人员到啁啾扩频基站的伪距方程。

基于啁啾扩频基站采用双边异步TOA估计的方法测量得到石化工作人员分别到各个啁啾扩频基站的距离R_j，进而获得石化工作人员的坐标。啁啾扩频基站到石化工作人员的伪距方程：

式中，△R=c・△t`，△t`表示系统内时钟误差，c为光束；v_j表示基于啁啾扩频基站的测量噪声；（x_j，y_j）为啁啾扩频基站的绝对坐标；δ为固定偏移量。故可以把误差表示为△R`=δ+c・△t`，则上式可以表示为：

在R_j的计算公式中，由于石化工作人员与啁啾扩频基站的z坐标相差很小，故将(z_i-z)近似为零。

S43：联合石化工作人员到卫星的伪距方程与石化工作人员到啁啾扩频基站的伪距方程，建立超定方程组。

具体的，联合石化工作人员到卫星的伪距方程与石化工作人员到啁啾扩频基站的伪距方程，并将啁啾扩频基站的绝对坐标转换为北斗定位坐标系下的坐标，可得到一个超定方程组：

S44：对超定方程组进行线性化处理和最小二乘求解，得到石化工作人员所在位置的最终定位坐标。

具体的，S43中得到的超定方程组为非线性方程，因此要想得到最优解，需要把超定方程组进行线性化处理。

本实施例采用Taylor展开并去除二阶以上高次项对超定方程组进行线性化处理：

初始位置X₀：

式中，d_i、l_i ^B、m_i ^B、n_i ^B、r_j、l_j ^w、m_j ^w均为引入的中间参数，各个参数的值如下：

d₀、r₀分别为北斗卫星系统的测距误差和啁啾扩频基站的测距误差。

将线性化处理后的方程组以矩阵形式给出如下：AX=B

，，

其中，N为接收到卫星信号的个数，M为接收到来自啁啾扩频基站的信号个数。

运用最小二乘求解上述方程得到最优的估计解：

则石化工作人员所在位置的最终定位坐标：

这样，啁啾扩频信号具有抗干扰能力强、接收增益高的优点，作为测量距离的传播信号有助于提高定位精度。本实施例提出基于北斗卫星和啁啾扩频基站的联合解算算法，通过获取到的卫星信号构建伪距方程，与啁啾扩频基站的伪距方程进行联合，通过现有的参数修正模型和本实施例提出的误差消除模型（即S4中计算石化工作人员所在位置的最终定位坐标的方程），提高卫星和啁啾扩频基站的距离的测量精度，进而提高定位精度。

本实施例还提供一种基于北斗的石化工作人员联合定位装置（以下简称：装置），装置包括移动接收机和处理器。

移动接收机用于佩戴在石化工作人员的身上，移动接收机包括北斗标签、蓝牙标签和啁啾扩频标签，其中，北斗标签用于与北斗卫星系统通信连接，北斗卫星系统可以将北斗标签的北斗定位数据发送至移动接收机，蓝牙标签用于与蓝牙基站通信连接，蓝牙基站可以将蓝牙标签的蓝牙定位坐标发送至移动接收机，啁啾扩频标签用于与啁啾扩频基站通信连接，啁啾扩频基站可以将啁啾扩频标签的定位数据发送至移动接收机。

处理器与移动接收机连接，用于获取移动接收机的数据，并执行上述方法的步骤，具体的，处理器用于求解石化工作人员所在位置北斗卫星系统中每个卫星的信号强度值RTK，得到信号强度最大的四颗卫星，组成用于获取北斗定位数据的北斗卫星组合；还用于比较石化工作人员所在位置蓝牙基站与啁啾扩频基站的信号强度值；在蓝牙基站的信号强度值大于或等于啁啾扩频基站的信号强度值的情况下，基于北斗卫星组合与蓝牙基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得石化工作人员所在位置的最终定位坐标；在蓝牙基站的信号强度值小于啁啾扩频基站的信号强度值的情况下，基于北斗卫星组合与啁啾扩频基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得石化工作人员所在位置的最终定位坐标。

本实施例提供的基于北斗的石化工作人员联合定位方法和装置的有益效果包括：

1.选择了信号强度稳定且最大的四颗卫星组合用于获取石化工作人员此时的北斗定位坐标，可以使得到的北斗定位坐标更加精准；

2.基于北斗卫星组合与蓝牙基站或啁啾扩频基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得更加精准的石化工作人员所在位置的最终定位坐标。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基于北斗的石化工作人员联合定位方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：求解石化工作人员所在位置北斗卫星系统中每个卫星的信号强度值RTK，得到信号强度最大的四颗卫星，组成用于获取北斗定位数据的北斗卫星组合；

S2：比较石化工作人员所在位置蓝牙基站与啁啾扩频基站的信号强度值；

在所述蓝牙基站的信号强度值大于或等于所述啁啾扩频基站的信号强度值的情况下，执行S3：基于所述北斗卫星组合与所述蓝牙基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得石化工作人员所在位置的最终定位坐标；

在所述蓝牙基站的信号强度值小于所述啁啾扩频基站的信号强度值的情况下，执行S4：基于所述北斗卫星组合与所述啁啾扩频基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得石化工作人员所在位置的最终定位坐标，S4包括：

S41：建立石化工作人员到卫星的伪距方程；

假设被定位的石化工作人员的移动接收机能够接收到i个卫星信号，0<i≤4，每个卫星的坐标为[x_i，y_i，z_i]，设石化工作人员的坐标为[x，y，z]，卫星到石化工作人员的伪距方程：

式中，D_i为卫星到石化工作人员的伪距，△D表示由卫星钟差、卫星信号在电离层、对流层传播引起的综合误差，w_i为基于卫星的测量噪声；

S42：建立石化工作人员到啁啾扩频基站的伪距方程；

基于啁啾扩频基站采用双边异步TOA估计的方法测量得到石化工作人员分别到各个啁啾扩频基站的距离R_j，进而获得石化工作人员的坐标，啁啾扩频基站到石化工作人员的伪距方程：

式中，△R=c・△t`，△t`表示系统内时钟误差，c为光束；v_j表示基于啁啾扩频基站的测量噪声；（x_j，y_j）为啁啾扩频基站的绝对坐标；δ为固定偏移量，把误差表示为△R`=δ+c・△t`，则上式可以表示为：S43：联合石化工作人员到卫星的伪距方程与石化工作人员到啁啾扩频基站的伪距方程，建立超定方程组：

S44：对超定方程组进行线性化处理和最小二乘求解，得到石化工作人员所在位置的最终定位坐标；

采用Taylor展开并去除二阶以上高次项对超定方程组进行线性化处理：

初始位置X₀：式中，d_i、l_i ^B、m_i ^B、n_i ^B、r_j、l_j ^w、m_j ^w均为引入的中间参数，各个参数的值如下：

d₀、r₀分别为北斗卫星系统的测距误差和啁啾扩频基站的测距误差；

将线性化处理后的方程组以矩阵形式给出如下：AX=B

，，其中，N为接收到卫星信号的个数，M为接收到来自啁啾扩频基站的信号个数；

运用最小二乘求解上述方程得到最优的估计解：则石化工作人员所在位置的最终定位坐标：。

2.根据权利要求1所述的基于北斗的石化工作人员联合定位方法，其特征在于，S1包括：

求解每个卫星的信号强度值RTK，在周期T内进行等间隔k次采样，信号强度值RTK的计算公式如下：

式中，R_i为第i次采集到的信号强度值，max(R_i)为k次采样中最大的信号强度值，min(R_i)为k次采样中最小的信号强度值。

3.根据权利要求1所述的基于北斗的石化工作人员联合定位方法，其特征在于，S3包括：

S31：通过所述蓝牙基站获取石化工作人员所在位置的蓝牙定位坐标；

S32：将S1获得的北斗定位数据中的北斗定位坐标和S31获得的蓝牙定位坐标转换到同一定位坐标系下；

S33：采用神经网络对同一定位坐标系下的北斗定位坐标和蓝牙定位坐标进行融合，输出最终定位坐标。

4.根据权利要求3所述的基于北斗的石化工作人员联合定位方法，其特征在于，S32包括：

将S1获得的北斗定位数据中的北斗定位坐标转换到蓝牙定位坐标系中；或者，将S31获得的蓝牙定位坐标转换到北斗定位坐标系中。

5.根据权利要求4所述的基于北斗的石化工作人员联合定位方法，其特征在于，S32包括：

确定蓝牙定位坐标系O-XYZ和北斗定位坐标系O_m-X_mY_mZ_m；

确定北斗定位坐标系中的北斗定位坐标[x_m，y_m，z_m]与蓝牙定位坐标系中的蓝牙定位坐标[x，y，z]的关系。

6.根据权利要求5所述的基于北斗的石化工作人员联合定位方法，其特征在于，在S32中，北斗定位坐标系中的北斗定位坐标[x_m，y_m，z_m]与蓝牙定位坐标系中的蓝牙定位坐标[x，y，z]的关系如下：

式中，α为蓝牙定位坐标系O-XYZ绕y轴旋转的角度，β为蓝牙定位坐标系O-XYZ绕z轴旋转的角度，γ为蓝牙定位坐标系O-XYZ绕x轴旋转的角度。

7.根据权利要求3所述的基于北斗的石化工作人员联合定位方法，其特征在于，在S33中，所述神经网络采用BP神经网络。

8.根据权利要求7所述的基于北斗的石化工作人员联合定位方法，其特征在于，在S33中，所述BP神经网络含有两个输入向量，分别是北斗定位坐标和蓝牙定位坐标，一个输出向量，表示融合后输出的最终定位坐标。

9.一种基于北斗的石化工作人员联合定位装置，其特征在于，所述装置包括：

移动接收机，用于佩戴在石化工作人员的身上，所述移动接收机包括北斗标签、蓝牙标签和啁啾扩频标签，其中，所述北斗标签用于与北斗卫星系统通信连接，所述蓝牙标签用于与蓝牙基站通信连接，所述啁啾扩频标签用于与啁啾扩频基站通信连接；

处理器，用于求解石化工作人员所在位置北斗卫星系统中每个卫星的信号强度值RTK，得到信号强度最大的四颗卫星，组成用于获取北斗定位数据的北斗卫星组合；还用于比较石化工作人员所在位置蓝牙基站与啁啾扩频基站的信号强度值；在所述蓝牙基站的信号强度值大于或等于所述啁啾扩频基站的信号强度值的情况下，基于所述北斗卫星组合与所述蓝牙基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得石化工作人员所在位置的最终定位坐标；在所述蓝牙基站的信号强度值小于所述啁啾扩频基站的信号强度值的情况下，基于所述北斗卫星组合与所述啁啾扩频基站对石化工作人员所在位置进行联合定位，获得石化工作人员所在位置的最终定位坐标，包括：

S41：建立石化工作人员到卫星的伪距方程；

假设被定位的石化工作人员的移动接收机能够接收到i个卫星信号，0<i≤4，每个卫星的坐标为[x_i，y_i，z_i]，设石化工作人员的坐标为[x，y，z]，卫星到石化工作人员的伪距方程：

式中，D_i为卫星到石化工作人员的伪距，△D表示由卫星钟差、卫星信号在电离层、对流层传播引起的综合误差，w_i为基于卫星的测量噪声；

S42：建立石化工作人员到啁啾扩频基站的伪距方程；

基于啁啾扩频基站采用双边异步TOA估计的方法测量得到石化工作人员分别到各个啁啾扩频基站的距离R_j，进而获得石化工作人员的坐标，啁啾扩频基站到石化工作人员的伪距方程：

式中，△R=c・△t`，△t`表示系统内时钟误差，c为光束；v_j表示基于啁啾扩频基站的测量噪声；（x_j，y_j）为啁啾扩频基站的绝对坐标；δ为固定偏移量，把误差表示为△R`=δ+c・△t`，则上式可以表示为：S43：联合石化工作人员到卫星的伪距方程与石化工作人员到啁啾扩频基站的伪距方程，建立超定方程组：

S44：对超定方程组进行线性化处理和最小二乘求解，得到石化工作人员所在位置的最终定位坐标；

采用Taylor展开并去除二阶以上高次项对超定方程组进行线性化处理：初始位置X₀：

式中，d_i、l_i ^B、m_i ^B、n_i ^B、r_j、l_j ^w、m_j ^w均为引入的中间参数，各个参数的值如下：

d₀、r₀分别为北斗卫星系统的测距误差和啁啾扩频基站的测距误差；

将线性化处理后的方程组以矩阵形式给出如下：AX=B

，，其中，N为接收到卫星信号的个数，M为接收到来自啁啾扩频基站的信号个数；

运用最小二乘求解上述方程得到最优的估计解：则石化工作人员所在位置的最终定位坐标：

。