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G. Retscher, T. Tatschl:
"Positionierung in Gebäuden mit differenziellem WLAN";
Zeitschrift für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement (zfv), 142 (2017), 2; 111 - 125.

Position determination of smartphones in buildings is of grow¬ing interest. Within the scope of this study the position of a mobile user is determined on the basis of (tri)lateration. Four methods for the conversion of the received signal strength of the WLAN signals into ranges are introduced. In the first method, the so-called one-slope model, this conversion is per¬formed using a logarithmic function. In the multi-wall model damping effects of the walls are considered, in addition. In two novel differential approaches temporal variations and various propagation effects are minimized by using reference stations. The first differential approach is based on DGPS where cor¬rections from the reference stations are derived and applied by the user. In contrast to the first method, a differentiation of the received signal strengths based on the VLBI principle is performed in the second differential approach. In practical use cases conducted in an office building with three different smartphones, static positioning yielded to position errors of about 5 m in average under good spatial conditions.

Die Positionsbestimmung von Smartphones in Gebäuden mit Hilfe von WLAN hat sehr an Bedeutung gewonnen. Im Rahmen dieser Studie wird die Position eines mobilen Nut¬zers auf Basis der Trilateration bestimmt. Dazu werden vier Methoden zur Konvertierung der gescannten Signalstärken vorgestellt, um einen Längenzusammenhang herzustellen. In der ersten Variante, dem One-Slope-Modell, wird mit einer logarithmischen Funktion dieser Zusammenhang geschaffen. Im Multi-Wall-Modell werden zusätzlich Dämpfungseffekte der Wände berücksichtigt. In zwei neuen differenziellen Me¬thoden wird durch die Verwendung von Referenzstationen versucht, die zeitliche Variation und diverse Ausbreitungs¬effekte der WLAN-Signale zu minimieren. In der ersten Me-thode werden ähnlich dem DGPS-Verfahren Korrekturen von den Referenzstationsdaten abgeleitet und am Nutzer ange-bracht. Im Gegensatz dazu wird in der zweiten Methode ba¬sierend auf dem VLBI-Prinzip eine Differenzenbildung der empfangenen Signalstärken durchgeführt und in Distanz¬differenzen umgewandelt. In den praktischen Anwendungen wurden mit drei unterschiedlichen Smartphones statische Messungen in einem Bürogebäude ausgeführt. Bei guten räumlichen Bedingungen konnte eine Reduktion der mittleren Positionsabweichung auf rund 5 m erzielt werden.

Indoor-Positionierung, WLAN, Trilateration, Modellierung der Signalausbreitung

http://dx.doi.org/10.12902/zfv-0149-2016