一种室内自主三维空间定位装置

1.一种室内自主三维空间定位装置，其特征在于：该定位装置包括室外信号接收基站、个人智能定位单元以及室外信号数据分析终端；其中，设置3个室外信号接收基站，用于接收近场电磁标签发出的近场电磁信号，同时具备定位信息传送能力；个人智能定位单元包括近场电磁标签、惯性测量单元、地磁测量单元、个人信号发射装置和电池；室外信号数据分析终端包括接收室外信号接收基站的接收器、接收个人智能定位单元信息的定位信息接收器、数据处理终端和显示终端；3个室外信号接收基站均安装在消防车上，包括：室外信号接收基站1（1-1）、室外信号接收基站2（1-8）、室外信号接收基站3（1-10）；室外信号接收基站1（1-1）、2（1-8）、3（1-10）由5部分组成：近场电磁信号接收器（2-8）、定位信息接收器（2-
7）、数据分析处理装置（2-4）、信息传输器（2-2）、室外信号接收基站供电系统（2-12）；其中，数据分析处理装置（2-4）统一调度近场电磁信号接收器（2-8）、定位信息接收器（2-7）和信息传输器（2-2）；数据分析处理装置（2-4）通过数字接口1（2-5），控制近场电磁信号接收器（2-8）；近场电磁信号接收器（2-8），用于分析消防员的近场电磁信号（2-10）特征，形成位置信息，通过数字接口1（2-5）传输给数据分析处理装置（2-4）；数据分析处理装置（2-4）通过数字接口2（2-6），控制定位信息接收器（2-7）；定位信息接收器（2-7）接收个人智能定位单元（1-12）的惯性位置信息（2-9）；数据分析处理装置（2-4）通过数字接口3（2-3）将融合的近场电磁位置信息和惯性位置信息传输给信息传输器（2-2），信息传输器（2-2）通过无线数据传输方式（2-1），将融合后的信息传输给室外信号数据分析终端（1-4）；室外信号接收基站供电系统（2-12）借助消防车上的车载电源，进行电平转换，为各个部件供电；室外信号接收基站供电系统（2-12）通过电平转换1（2-13）为信息传输器（2-2）供电；通过电平转换2（2-
14）为数据分析处理装置（2-4）供电；通过电平转换3（2-15）为近场电磁信号接收器供电；通过电平转换4（2-11）为定位信息接收器供电。
2.根据权利要求1所述的一种室内自主三维空间定位装置，其特征在于：所述个人智能定位单元（1-12），佩戴于消防员（4-1）腰部皮带上（4-2）。
3.根据权利要求2所述的一种室内自主三维空间定位装置，其特征在于：所述个人智能定位单元（1-12）的惯性参考坐标系（4-3）定义如下：x轴（4-4）指向消防员（4-1）左侧，y轴（4-5）指向消防员（4-1）前方，z轴（4-6）指向消防员（4-1）下方。
4.根据权利要求2所述的一种室内自主三维空间定位装置，其特征在于：个人智能定位单元（1-12）利用x轴陀螺仪（3-1）、y轴陀螺仪（3-3）、z轴陀螺仪（3-4）组成的陀螺系统（3-2）测量消防员的角运动；利用x轴加速度计（3-6）、y轴加速度计（3-7）、z轴加速度计（3-8）组成的加速度计系统（3-9）测量消防员的线运动；利用x轴磁强计（3-11）、y轴磁强计（3-12）、z轴磁强计（3-13）组成的磁强计系统（3-14）测量消防员的磁场环境信息；利用温度传感器（3-
16）测量消防员周边及其个人智能定位单元（1-12）内部器件工作温度。
5.根据权利要求2所述的一种室内自主三维空间定位装置，其特征在于：x轴陀螺仪（3-
1）、y轴陀螺仪（3-3）和z轴陀螺仪（3-4）通过数据采集1（3-5）进入信号预处理组件（3-19）；x轴加速度计（3-6）、y轴加速度计（3-7）、z轴加速度计（3-8）通过数据采集2（3-10）进入信号预处理组件（3-19）；x轴磁强计（3-11）、y轴磁强计（3-12）、z轴磁强计（3-13）的数据通过数据采集3（3-15）进入信号预处理组件（3-19）；温度传感器（3-16）通过数据采集4（3-18）进入信号预处理组件（3-19）；信号预处理组件（3-19）通过将采集到的陀螺系统（3-2）、加速度计系统（3-9）、磁强计系统（3-14）和温度传感器（3-16）数据进行信号处理，将模拟信号转换为数字信号，通过AD转换接口（3-20）传输至个人信息融合器（3-21）。
6.根据权利要求5所述的一种室内自主三维空间定位装置，其特征在于：个人信息融合器（3-21）同时负责通过IO接口（3-22）控制近场电磁标签（3-17）的信号发送。
7.根据权利要求5所述的一种室内自主三维空间定位装置，其特征在于：个人信息融合器（3-21）综合采集到的陀螺系统（3-2）、加速度计系统（3-9）、磁强计系统（3-14）和温度传感器（3-16）信息，计算消防员的惯性位置信息。
8.根据权利要求5所述的一种室内自主三维空间定位装置，其特征在于：个人信息融合器（3-21）通过数字接口4（3-22），控制个人信号发射装置（3-23）向外界传送惯性位置信息。
9.根据权利要求1所述的一种室内自主三维空间定位装置，其特征在于：该装置的个人智能定位单元（1-12）算法为：预处理后的传感器（5-1），将传感器信息1（5-2）传输进误差补偿模块（5-3）中，误差补偿模块（5-3）将经过外部修正（5-4）后的传感器信息2（5-5）传输进捷联惯性导航系统，解算模块（5-6）中，进行位置推算，获得惯性位置推算信息（5-7）；经过外部修正（5-4）后的传感器信息2（5-5）进入人体运动准则判定模块（5-11）计算修正量和触发信息（5-12），来控制信息融合滤波器（5-13）的工作情况，信息融合滤波器（5-13）根据融合结果推算出外部修正（5-4）模式和惯性位置推算信息误差（5-10）；通过误差消除手段（5-
8），最终得到惯性位置信息（5-9）。
10.根据权利要求1所述的一种室内自主三维空间定位装置，其特征在于：所述室外信号数据分析终端包括：数据分析终端供电系统（6-1）、显示终端（6-3）、数据处理终端（6-6）、定位信息接收器2（6-10）和室外基站信息接收器（6-13）；数据处理终端（6-6）通过数字接口
5（6-11）获取定位信息接收器2（6-10）接收到的惯性位置信息（6-9）；通过数字接口6（6-12）获取室外基站信息接收器（6-13）接收到的3个室外基站分析信息（6-14）；数据处理终端（6-
6）对惯性位置信息（6-9）和室外基站分析信息（6-14）进行融合处理，并将消防员的最终位置信息（6-5）传输到显示终端（6-3），其中数据处理终端（6-6）具有人机交互能力；数据分析终端供电系统（6-1）通过电平转换5（6-2）为显示终端（6-3）供电；通过电平转换6（6-4）为数据处理终端（6-6）供电；通过电平转换7（6-7）为室外基站接收器（6-13）供电；通过电平转换
8（6-8）为定位信息接收器2（6-13）供电。

一种室内自主三维空间定位装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及定位装置领域，特别是涉及一种应用在消防救援与灾害搜救现场等室内环境受到严重破坏场合的三维空间定位装置。\n背景技术\n[0002] 据统计，目前全世界每年火灾造成的直接经济损失约为地震灾害的五倍，而发生的频率更是委居各种灾害之首。火灾造成的危害极其严重，它不仅会造成人员伤亡、基础设施损害，还能造成整个城市生产和经济的紊乱，负面影响极大。\n[0003] 近年来，我国在经济建设与社会发展等方面取得了巨大成就，城市建设和发展更是突飞猛进。城市规模扩大、城市人口剧增以及大量复杂高层建筑、大型商场、大型物流仓库等建筑大量涌现，使得消防员常常需要面临救灾现场环境复杂、人员危险系数高、二次灾难频发等新问题。消防部队承担的各类火灾扑救和抢险救援任务越来越重，灾难救援现场经常出现的轰燃、火焰、热辐射、浓烟、有毒气体、黑暗、建筑物结构复杂等多种复杂环境给消防侦察工作带来极大不便，灾情的复杂性日益增大，灭火救援行动危险性越来越高，消防官兵在灭火救援和业务训练中出现伤亡的情况时有发生，人身安全难以得到保证。究其原因，主要是由于在传统的消防装备条件下，消防官兵进入火灾现场后，难以实时精确跟踪定位，只能通过自身携带呼救器和方位灯遇险报警，后方无法判断消防官兵是否遇到危险以及遇险官兵所处位置，致使不能及时安排救助遇险队员，消防队员生命安全难以保证。同时，后方消防救援指挥专家，不知道火灾现场的实际情况，也很难对消防救援工作给予全面准确的指挥。因此，消防救援工作迫切需求一种能够确定消防队员的停止、行走、奔跑等运动状态并精准确定消防队员在救援现场位置的消防单兵室内三维空间定位系统。\n[0004] 现有依托卫星、基站、UWB、RSSI等技术的室内实时定位技术，均需在建筑物内部提前预置节点，而火灾发生时必须停电停气，难以通过预置节点实现精准定位，存在“非自主”及“定位难”的技术瓶颈，无法满足消防需求。\n[0005] 本发明提出一种室内自主三维空间定位装置，能够弥补传统预置节点式的室内定位需要提前安装、外部供电、易受破坏的缺点；同时又能够有效弥补传统自主式室内定位装置的漂移大、稳定性差的缺点。此外，该室内自主三维空间定位装置还具有架设简单、速度快，无需提前标定，稳定性强，定位精度高等优点，能够重点应用在消防救援与灾害搜救现场等室内环境受到严重破坏的场合。\n发明内容\n[0006] 为了弥补传统预置节点式的室内定位需要提前安装、外部供电、易受破坏等问题；\n同时又能够有效抑制传统自主式室内定位装置的漂移大、稳定性差的缺点，本发明公开的一种室内自主三维空间定位装置。该定位装置具有架设简单、速度快，无需提前标定，稳定性强，定位精度高的优点，能够重点应用在消防救援与灾害搜救现场等室内环境受到严重破坏的场合。\n[0007] 本发明公开的一种室内自主三维空间定位装置，包括：室外信号接收基站、个人携带智能定位单元以及室外信号数据分析终端。其中，室外信号接收基站是基于近场电磁测距原理的一种信号接收基站，用于接收近场电磁标签发出的近场电磁信号，同时具备定位信息传送能力；个人携带智能定位单元主要包括近场电磁标签、惯性测量单元、地磁测量单元、个人信号发射装置和电池；室外信号数据分析终端包括接收室外信号接收基站的接收器、接收个人携带智能定位单元的接收器、数据处理终端和显示终端。\n[0008] 进一步的，所述3个室外信号接收基站均安装在消防车上，包括：室外信号接收基站1(1-1)、室外信号接收基站2(1-8)、室外信号接收基站3(1-10)；室外信号接收基站1(1-\n1)、2(1-8)、3(1-10)由5部分组成：近场电磁信号接收器(2-8)、定位信息接收器(2-7)、数据分析处理装置(2-4)、信息传输器(2-2)、室外信号接收基站供电系统(2-12)；其中，数据分析处理装置(2-4)统一调度近场电磁信号接收器(2-8)、定位信息接收器(2-7)和信息传输器(2-2)；数据分析处理装置(2-4)通过数字接口1(2-5)，控制近场电磁信号接收器(2-8)；\n近场电磁信号接收器(2-8)，用于分析消防员的近场电磁信号(2-10)特征，形成位置信息，通过数字接口1(2-5)传输给数据分析处理装置(2-4)；数据分析处理装置(2-4)通过数字接口2(2-6)，控制定位信息接收器(2-7)；定位信息接收器(2-7)接收个人智能定位单元(1-\n12)的惯性位置信息(2-9)；数据分析处理装置(2-4)通过数字接口3(2-3)将融合的近场电磁位置信息和惯性位置信息传输给信息传输器(2-2)，信息传输器(2-2)通过无线数据传输方式(2-1)，将融合后的信息传输给室外信号数据分析终端(1-4)；室外信号接收基站供电系统(2-12)借助消防车上的车载电源，进行电平转换，为各个部件供电；室外信号接收基站供电系统(2-12)通过电平转换1(2-13)为信息传输器(2-2)供电；通过电平转换2(2-14)为数据分析处理装置(2-4)供电；通过电平转换3(2-15)为近场电磁信号接收器供电；通过电平转换4(2-11)为定位信息接收器供电。\n[0009] 所述个人智能定位单元(1-12)，佩戴于消防员(4-1)腰部皮带上(4-2)。所述个人智能定位单元(1-12)的惯性参考坐标系(4-3)定义如下：x轴(4-4)指向消防员(4-1)左侧，y轴(4-5)指向消防员(4-1)前方，z轴(4-6)指向消防员(4-1)下方。\n[0010] 个人智能定位单元(1-12)利用x轴陀螺仪(3-1)、y轴陀螺仪(3-3)、z轴陀螺仪(3-\n4)组成的陀螺系统(3-2)测量消防员的角运动；利用x轴加速度计(3-6)、y轴加速度计(3-\n7)、z轴加速度计(3-8)组成的加速度计系统(3-9)测量消防员的线运动；利用x轴磁强计(3-\n11)、y轴磁强计(3-12)、z轴磁强计(3-13)组成的磁强计系统(3-14)测量消防员的磁场环境信息；利用温度传感器(3-16)测量消防员周边及其个人智能定位单元(1-12)内部器件工作温度。\n[0011] x轴陀螺仪(3-1)、y轴陀螺仪(3-3)和z轴陀螺仪(3-4)通过数据采集1(3-5)进入信号预处理组件(3-19)；x轴加速度计(3-6)、y轴加速度计(3-7)、z轴加速度计(3-8)通过数据采集2(3-10)进入信号预处理组件(3-19)；x轴磁强计(3-11)、y轴磁强计(3-12)、z轴磁强计(3-13)过数据采集3(3-15)进入信号预处理组件(3-19)；温度传感器(3-16)通过数据采集4(3-18)进入信号预处理组件(3-19)；信号预处理组件(3-19)通过将采集到的陀螺系统(3-\n2)、加速度计系统(3-9)、磁强计系统(3-14)和温度传感器(3-16)数据进行信号处理，将模拟信号转换为数字信号，通过AD转换接口(3-20)传输至个人信息融合器(3-21)。\n[0012] 个人信息融合器(3-21)同时负责通过IO接口(3-22)控制近场电磁标签(3-17)的信号发送。个人信息融合器(3-21)综合采集到的陀螺系统(3-2)、加速度计系统(3-9)、磁强计系统(3-14)和温度传感器(3-16)信息，计算消防员的惯性位置信息。个人信息融合器(3-\n21)通过数字接口4(3-22)，控制个人信号发射装置(3-23)向外界传送惯性位置信息。\n[0013] 进一步的，该装置的个人智能定位单元(1-12)算法为：预处理后的传感器(5-1)，将传感器信息1(5-2)传输进误差补偿模块(5-3)中，误差补偿模块(5-3)将经过外部修正(5-4)后的传感器信息2(5-5)传输进捷联惯性导航系统，解算模块(5-6)中，进行位置推算，获得惯性位置推算信息(5-7)；经过外部修正(5-4)后的传感器信息2(5-5)进入人体运动准则判定模块(5-11)计算修正量和触发信息(5-12)，来控制信息融合滤波器(5-13)的工作情况，信息融合滤波器(5-13)根据融合结果推算出外部修正(5-4)模式和惯性位置推算信息误差(5-10)；通过误差消除手段(5-8)，最终得到惯性位置信息(5-9)。\n[0014] 数据分析终端供电系统(6-1)、显示终端(6-3)、数据处理终端(6-6)、定位信息接收器2(6-10)和室外基站信息接收器(6-13)；数据处理终端(6-6)通过数字接口5(6-11)获取定位信息接收器2(6-10)接收到的惯性位置信息(6-9)；通过数字接口6(6-12)获取室外基站信息接收器(6-13)接收到的3个室外基站分析信息(6-14)；数据处理终端(6-6)对惯性位置信息(6-9)和室外基站分析信息(6-14)进行融合处理，并将消防员的最终位置信息(6-\n5)传输到显示终端(6-3)，其中数据处理终端(6-6)具有人机交互能力；数据分析终端供电系统(6-1)通过电平转换5(6-2)为显示终端(6-3)供电；通过电平转换6(6-4)为数据处理终端(6-6)供电；通过电平转换7(6-7)为室外基站接收器(6-13)供电；通过电平转换8(6-8)为定位信息接收器2(6-13)供电。\n[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：\n[0016] 1)本发明提供的一种室内自主三维空间定位装置，利用架设在室外的三个室外接收基站，弥补了传统预置节点式的室内定位需要提前安装、外部供电、易受破坏的缺点。\n[0017] 2)本发明利用近场电磁进行三维测距，能够有效弥补传统自主式室内定位装置的漂移大、稳定性差的缺点；利用惯性测量单元、地磁测量单元，对近场电磁信号进行校准，增强了近场电磁信号的准确性，使得定位装置可以进行全区域定位跟踪。\n[0018] 3)本发明公开的一种室内自主三维空间定位装置，包括室外信号接收基站、个人携带智能定位单元以及室外信号数据分析终端公，具有架设简单、速度快，无需提前标定，稳定性强，定位精度高的优点。\n附图说明\n[0019] 图1为本发明室内自主三维空间定位装置系统框图；\n[0020] 图2为本发明室外信号接收基站系统组成框图；\n[0021] 图3为本发明个人携带智能定位单元组成框图；\n[0022] 图4为本发明个人携带智能定位单元安装示意图；\n[0023] 图5为本发明个人携带智能定位单元解算框图；\n[0024] 图6为本发明室外信号数据分析终端组成框图；\n[0025] 图7为本发明室内自主三维空间定位装置工作流程图。\n具体实施方式\n[0026] 根据附图1-7，具体描述本发明公开的一种室内自主三维空间定位装置。该装置包括室外信号接收基站、个人智能定位单元以及室外信号数据分析终端。其中，室外信号接收基站是基于近场电磁测距原理的一种信号接收基站，用于接收近场电磁标签发出的近场电磁信号，同时具备定位信息传送能力；个人智能定位单元主要包括近场电磁标签、惯性测量单元、地磁测量单元、个人信号发射装置和电池；室外信号数据分析终端包括接收室外信号接收基站的接收器、接收个人智能定位单元信息的定位信息接收器、数据处理终端和显示终端。\n[0027] 当居民住宅、大型商场等复杂建筑发生火灾时，消防员携带个人智能定位单元(1-\n12)进入火场，个人智能定位单元(1-12)发送个人信息(1-3、1-9、1-11)到室外信号基站1(1-1)、室外信号基站2(1-8)和室外信号基站3(1-10)。个人智能定位单元(1-12)发送的个人信息1(1-3)包括近场电磁信号和惯性位置信息；同理个人信息2(1-9)、个人信息3(1-11)包括近场电磁信号和惯性位置信息。室外信号基站1(1-1)、室外信号基站2(1-8)和室外信号基站3(1-10)将接收到的个人信息1(1-3)、个人信息2(1-9)、个人信息4(1-11)进行分别计算后，通过无线传输方式1(1-2)、无线传输方式2(1-6)和无线传输方式3(1-7)传输至室外信号数据分析终端(1-4)。室外信号数据分析终端(1-4)分析接收到的室外信号基站1(1-\n1)、室外信号基站2(1-8)、室外信号基站3(1-10)的信息和个人智能定位单元(1-12)发送的个人信息4(1-5)，进行数据融合，综合计算出消防员的自身位置，其中个人信息4(1-5)仅包含惯性位置信息。\n[0028] 本发明包含3个室外信号接收基站，均安装在消防车上，主要包括：室外信号接收基站1(1-1)、室外信号接收基站2(1-8)、室外信号接收基站3(1-10)。室外信号接收基站(1-\n1、1-8、1-10)主要由5部分组成：近场电磁信号接收器(2-8)、定位信息接收器(2-7)、数据分析处理装置(2-4)、信息传输器(2-2)、室外信号接收基站供电系统(2-12)。数据分析处理装置(2-4)统一调度近场电磁信号接收器(2-8)、定位信息接收器(2-7)和信息传输器(2-2)。\n数据分析处理装置(2-4)通过数字接口1(2-5)，控制近场电磁信号接收器(2-8)；近场电磁信号接收器(2-8)，分析消防员的近场电磁信号(2-10)特征，形成位置信息，通过数字接口(2-5)传输给数据分析处理装置。数据分析处理装置(2-4)通过数字接口2(2-6)，控制定位信息接收器(2-7)；定位信息接收器(2-7)接收个人智能定位单元(1-12)的惯性位置信息(2-9)。数据分析处理装置(2-4)通过数字接口3(2-3)将融合的近场电磁位置信息和惯性位置信息传输给信息传输器(2-2)，信息传输器(2-2)通过无线数据传输方式(2-1)，将融合后的信息传输给室外信号数据分析终端(1-4)。室外信号接收基站供电系统(2-12)借助消防车上的车载电源，进行电平转换，为各个部件供电。室外信号接收基站供电系统(2-12)通过电平转换1(2-13)为信息传输器(2-2)供电；通过电平转换2(2-14)为数据分析处理装置(2-\n4)供电；通过电平转换3(2-15)为近场电磁信号接收器供电；通过电平转换4(2-11)为定位信息接收器供电。\n[0029] 本发明包含个人智能定位单元(1-12)，其佩戴于消防员(4-1)腰部皮带上(4-2)。\n个人智能定位单元(1-12)的惯性参考坐标系(4-3)定义如下：x轴(4-4)指向消防员(4-1)左侧，y轴(4-5)指向消防员(4-1)前方，z轴(4-6)指向消防员(4-1)下方。个人智能定位单元(1-12)利用x轴陀螺仪(3-1)、y轴陀螺仪(3-3)、z轴陀螺仪(3-4)组成的陀螺系统(3-2)测量消防员的角运动。个人智能定位单元(1-12)利用x轴加速度计(3-6)、y轴加速度计(3-7)、z轴加速度计(3-8)组成的加速度计系统(3-9)测量消防员的线运动。个人智能定位单元(1-\n12)利用x轴磁强计(3-11)、y轴磁强计(3-12)、z轴磁强计(3-13)组成的磁强计系统(3-14)测量消防员的磁场环境信息。个人智能定位单元(1-12)利用温度传感器(3-16)测量消防员周边及其个人智能定位单元(1-12)内部器件工作温度。x轴陀螺仪(3-1)、y轴陀螺仪(3-3)和z轴陀螺仪(3-4)通过数据采集1(3-5)进入信号预处理组件(3-19)；x轴加速度计(3-6)、y轴加速度计(3-7)、z轴加速度计(3-8)通过数据采集2(3-10)进入信号预处理组件(3-19)；x轴磁强计(3-11)、y轴磁强计(3-12)、z轴磁强计(3-13)过数据采集3(3-15)进入信号预处理组件(3-19)；温度传感器(3-16)通过数据采集4(3-18)进入信号预处理组件(3-19)。信号预处理组件(3-19)通过将采集到的陀螺系统(3-2)、加速度计系统(3-9)、磁强计系统(3-14)和温度传感器(3-16)数据进行信号处理，将模拟信号转换为数字信号，通过AD转换接口(3-\n20)传输至个人信息融合器(3-21)。个人信息融合器(3-21)同时还负责通过IO接口(3-22)控制近场电磁标签(3-17)的信号发送。个人信息融合器(3-21)综合采集到的陀螺系统(3-\n2)、加速度计系统(3-9)、磁强计系统(3-14)和温度传感器(3-16)信息，计算消防员的惯性位置信息。其算法主要为：预处理后的传感器(5-1)，将传感器信息1(5-2)传输进误差补偿模块(5-3)中，误差补偿模块(5-3)将经过外部修正(5-4)后的传感器信息2(5-5)传输进SINS(捷联惯性导航系统，Strapdown Inertial Navigation System)解算模块(5-6)中，进行位置推算，获得惯性位置推算信息(5-7)；经过外部修正(5-4)后的传感器信息2(5-5)进入人体运动准则判定模块(5-11)计算修正量和触发信息(5-12)，来控制信息融合滤波器(5-13)的工作情况，信息融合滤波器(5-13)根据融合结果推算出外部修正(5-4)模式和惯性位置推算信息误差(5-10)；通过误差消除手段(5-8)，最终得到惯性位置信息(5-9)。个人信息融合器(3-21)通过数字接口4(3-22)，控制个人信号发射装置(3-23)向外界传送惯性位置信息。电池模块(3-24)为个人智能定位单元(1-12)各分系统供电。\n[0030] 本发明包含室外信号数据分析终端(1-4)，其主要包括：数据分析终端供电系统(6-1)、显示终端(6-3)、数据处理终端(6-6)、定位信息接收器2(6-10)和室外基站信息接收器(6-13)。数据处理终端(6-6)通过数字接口5(6-11)获取定位信息接收器2(6-10)接收到的惯性位置信息(6-9)；通过数字接口6(6-12)获取室外基站信息接收器(6-13)接收到的3个室外基站分析信息(6-14)。数据处理终端(6-6)对惯性位置信息(6-9)和室外基站分析信息(6-14)进行融合处理，并将消防员的最终位置信息(6-5)传输到显示终端(6-3)，其中数据处理终端(6-6)具有一定的人机交互能力。数据分析终端供电系统(6-1)通过电平转换5(6-2)为显示终端(6-3)供电；通过电平转换6(6-4)为数据处理终端(6-6)供电；通过电平转换7(6-7)为室外基站接收器(6-13)供电；通过电平转换8(6-8)为定位信息接收器2(6-13)供电。\n[0031] 本发明室内自主三维空间定位装置工作模式为：系统开机，进行系统自检(7-1)，包括室外信号数据分析终端(1-4)、室外信号基站1(1-1)、室外信号基站2(1-8)、室外信号基站3(1-10)和对应数量的个人智能定位单元(1-12)；系统自检成功(7-2)后每个消防员携带1套个人智能定位单元(1-12)，在室外信号数据分析终端(1-4)设定的原点位置静止站立\n10秒钟，进行初始对准；初始对准成功(7-4)后整个系统开始启动(7-5)；系统启动后(7-6)室外信号数据分析终端(1-4)、室外信号基站1(1-1)、室外信号基站2(1-8)、室外信号基站3(1-10)和对应数量的个人智能定位单元(1-12)进行广播校验；广播校验成功(7-8)后，整个系统开始正常工作(7-9)。\n[0032] 本发明主要应用在消防救援与灾害搜救现场等室内环境受到严重破坏的场合，能够弥补传统预置节点式的室内定位需要提前安装、外部供电、易受破坏的缺点；同时又能够有效弥补传统自主式室内定位装置的漂移大、稳定性差的缺点。本发明公开的一种室内自主三维空间定位装置，具有架设简单、速度快，无需提前标定，稳定性强，定位精度高的优点，能够重点应用在消防救援与灾害搜救现场等室内环境受到严重破坏的场合。\n[0033] 最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。