郝廉效，余科根，林貽若

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院，徐州 221116)

0 引言

隨著智能手機(jī)的普及和技術(shù)的發(fā)展，定位信息已經(jīng)成為智能手機(jī)必不可少的基本信息。在室外，全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)、GLONASS、BeiDou等定位系統(tǒng)有著很高的定位精度，可以滿足人們的定位需求。由于衛(wèi)星信號(hào)在室內(nèi)環(huán)境中容易被障礙物遮擋，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，GNSS)定位技術(shù)無(wú)法滿足室內(nèi)定位需求。近年來(lái)，大家研究了許多室內(nèi)定位方法。常見(jiàn)的室內(nèi)定位技術(shù)包括Wi-Fi、藍(lán)牙、射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)、超寬帶(Ultra-Wide Band，UWB)和地磁等。定位精度、適用范圍、成本以及能耗都是制約室內(nèi)定位發(fā)展的問(wèn)題，例如：UWB的定位精度較高，但成本很高；RFID的定位精度高，但定位范圍較??；Wi-Fi與藍(lán)牙的定位成本較低，但需要基礎(chǔ)設(shè)施硬件支持，且定位精度較差等。

由于地球磁場(chǎng)和建筑物結(jié)構(gòu)的影響，不同的室內(nèi)位置有著不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度,這也是地磁室內(nèi)定位的基礎(chǔ)。此定位方法的優(yōu)點(diǎn)是成本低、范圍較廣、定位復(fù)雜度低且定位精度較高。指紋定位方法為地磁室內(nèi)定位常用的定位方式，不同的指紋位置常常有不同的定位結(jié)果。然而，地磁定位的精度不夠穩(wěn)定，在100m范圍內(nèi)，平均誤差為1～5m，而且地磁定位受定位區(qū)域磁場(chǎng)影響較大，難以通過(guò)算法較大地提高定位精度。S.Shahidi等提出了一種低復(fù)雜度、無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施的地磁定位方法，其定位精度可達(dá)2.5m。S.Yeh等使用加權(quán)磁場(chǎng)分量和K近鄰(K-Nearest Neighbor，KNN)算法結(jié)合的地磁定位方法，有效提高了地磁室內(nèi)定位精度，一定環(huán)境下可實(shí)現(xiàn)0.76m的定位精度和91.7%的定位準(zhǔn)確率。

由于地磁場(chǎng)廣泛存在于室內(nèi)環(huán)境中，地磁定位也常常與其他定位方式融合，從而提高定位效果。近年來(lái)，常常把地磁、Wi-Fi以及行人航位推算(Pedestrian Dead Reckoning，PDR)結(jié)合在一起，從而提高定位精度。Li Y.等提出了一種融合Wi-Fi、地磁和PDR的定位方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了該方法具有更好的定位效果。Guo X.等設(shè)計(jì)了一種基于磁/Wi-Fi/PDR的多模融合定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)可達(dá)到1.6m的平均定位精度，優(yōu)于其他單一定位方式，且覆蓋范圍廣，魯棒性強(qiáng)。因此,需要考慮室內(nèi)區(qū)域做融合算法的必要性以及融合算法的選擇。

是否采用地磁定位，是否與其他定位手段融合，是否可以采用插值來(lái)快速構(gòu)建指紋庫(kù)，都需要對(duì)定位區(qū)域有一個(gè)預(yù)判。此預(yù)判必須滿足快速、準(zhǔn)確的條件。因此，最好可以構(gòu)建一個(gè)室內(nèi)區(qū)域判別系統(tǒng)，對(duì)地磁定位精度好的區(qū)域只使用地磁，反之選取融合。使用這種判別可以極大地減少不必要的工作量，提高定位的效率。

本文提出了一種鄰近點(diǎn)特征的概念，僅需采集少量的指紋即可求得，可以提前預(yù)判定位區(qū)域的精度狀況。結(jié)合鄰近點(diǎn)特征和快速構(gòu)建指紋庫(kù)的方法，可以判別地磁定位在對(duì)應(yīng)區(qū)域可能的精度效果、需不需要進(jìn)行融合定位等。

1 鄰近點(diǎn)特征提取方法

在地磁定位的研究中，常常使用磁場(chǎng)強(qiáng)度圖譜表現(xiàn)室內(nèi)區(qū)域的磁場(chǎng)變化規(guī)律。然而，此圖譜僅反映了磁場(chǎng)的變化，并不能展現(xiàn)定位區(qū)域的定位誤差及精度。因此，本文提出了一種與定位精度有正相關(guān)關(guān)系的磁場(chǎng)特征——鄰近點(diǎn)特征。

1.1 鄰近點(diǎn)特征

理想條件下，選取歐式距離最小的候選點(diǎn)為準(zhǔn)確定位點(diǎn)。但在實(shí)際定位中，歐式距離最小的候選點(diǎn)常常不是其準(zhǔn)確點(diǎn)，需要選擇歐式距離最小的個(gè)候選點(diǎn)，那么候選點(diǎn)與準(zhǔn)確點(diǎn)的空間距離對(duì)于定位精度則有著較大的關(guān)系。如果候選點(diǎn)集中較多的為準(zhǔn)確點(diǎn)的相鄰點(diǎn)，那么無(wú)論是加權(quán)平均還是聚類都可以取得較好的定位結(jié)果。因此，可建立一個(gè)求取候選點(diǎn)集中相鄰點(diǎn)的個(gè)數(shù)對(duì)于定位結(jié)果影響的特征提取模型。

據(jù)此，提出了一種基于磁場(chǎng)的特征——鄰近點(diǎn)特征，做相應(yīng)判斷。首先，將每一個(gè)指紋點(diǎn)作為測(cè)試點(diǎn)，使用式(1)計(jì)算測(cè)試點(diǎn)與其他(-1)個(gè)指紋點(diǎn)的歐式距離。

=

(1)

(2)

其中,(,)是測(cè)試點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo);(,)是第個(gè)候選點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)。這里設(shè)定一個(gè)閾值,以衡量候選點(diǎn)與測(cè)試點(diǎn)實(shí)際位置的遠(yuǎn)近。若≤，則=1，代表第個(gè)候選點(diǎn)距離測(cè)試點(diǎn)近且利于得到較為準(zhǔn)確的定位結(jié)果;反之則距離遠(yuǎn),不利于定位，=0。在實(shí)際定位中，若較多的候選點(diǎn)位于閾值之內(nèi)，則定位誤差很小。計(jì)算所有候選點(diǎn)的和與的比值作為鄰近點(diǎn)特征(Proxi-mity Points Feature,PPF)，特征范圍是0～1。

(3)

(4)

圖1 三類指紋點(diǎn)

1.2 快速構(gòu)建指紋庫(kù)

指紋庫(kù)的構(gòu)建和更新是地磁室內(nèi)定位的重中之重。若想知道一個(gè)室內(nèi)區(qū)域的粗略的定位精度狀況，則需要采集大量的指紋點(diǎn)以及測(cè)試點(diǎn)數(shù)據(jù)。單點(diǎn)采集指紋點(diǎn)和測(cè)試點(diǎn)將花費(fèi)大量的時(shí)間和人力。

單點(diǎn)采集耗費(fèi)時(shí)間的原因是每一個(gè)指紋點(diǎn)都需要停留一段時(shí)間來(lái)采集磁場(chǎng)信息。為了克服這一缺陷，可以采用動(dòng)態(tài)采集多個(gè)指紋點(diǎn)磁場(chǎng)的方法。具體方法是手持采集設(shè)備，盡量勻速地行走一定的距離，然后把采集的磁場(chǎng)信息均勻地分配到該直線上的各個(gè)指紋點(diǎn)。動(dòng)態(tài)采集的方法一定程度上可以代替單點(diǎn)采集構(gòu)建指紋庫(kù)的方法。所以，這里介紹一種快速構(gòu)建指紋庫(kù)的方法。

首先，把室內(nèi)區(qū)域分為多條直線的行走路徑，并統(tǒng)計(jì)每條路徑上的指紋點(diǎn)數(shù)量。然后，采集人員手持采集設(shè)備在直線路徑上勻速行走，并記錄開(kāi)始點(diǎn)和終結(jié)點(diǎn)。以同樣的方法采集所有直線路徑的磁場(chǎng)信息。最后，再把每條路徑上采集的磁場(chǎng)信息平均分配到該路徑的各個(gè)指紋點(diǎn)上,這樣就可以快速地構(gòu)建一個(gè)區(qū)域的指紋庫(kù)。此種采集磁場(chǎng)的方法可以用于分析特征，但如果要用于定位指紋庫(kù)的構(gòu)建，其精度還有待提高。

這種快速構(gòu)建指紋庫(kù)的方法采用勻速采集并平均分配的方法。然而，保持勻速是比較困難的，尤其是范圍較大的區(qū)域。因此，可以參考PDR中使用的計(jì)步算法原理以實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)信息的分配。此種基于有限狀態(tài)機(jī)計(jì)步的算法可以提取行走時(shí)每一步落地點(diǎn)的加速度信息。把落地點(diǎn)與指紋點(diǎn)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后把落地時(shí)刻對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)信息作為指紋點(diǎn)信息。此種方法可以一定程度上解決勻速行走的問(wèn)題。

2 鄰近點(diǎn)特征實(shí)驗(yàn)分析

本節(jié)采用4個(gè)不同類型的定位區(qū)域的地磁定位數(shù)據(jù),以分析鄰近點(diǎn)特征與定位精度的關(guān)系。常見(jiàn)的室內(nèi)定位場(chǎng)景為開(kāi)闊區(qū)域和狹長(zhǎng)的走廊。4個(gè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地均位于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)南湖校區(qū)，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地1位于體育館2樓走廊，長(zhǎng)40.8m，寬2.4m；實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地2位于5號(hào)博學(xué)樓C區(qū)4樓走廊，長(zhǎng)39.2m，寬3.2m；實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地3位于4號(hào)博學(xué)樓AB區(qū)4樓，長(zhǎng)14.4m，寬6.4m;實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地4位于1號(hào)博學(xué)樓C區(qū)4樓，長(zhǎng)12.8m，寬7.2m。4個(gè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的指紋點(diǎn)數(shù)分別是170、147、144、144個(gè)。為了實(shí)驗(yàn)方便，在指紋點(diǎn)位置上采集磁場(chǎng)信息作為測(cè)試點(diǎn)數(shù)據(jù)。采樣設(shè)備為小米8，采樣頻率為50Hz。

2.1 實(shí)驗(yàn)區(qū)域的定位誤差與特征均值

在采集指紋庫(kù)數(shù)據(jù)后，使用1.1節(jié)提到的方法計(jì)算各個(gè)指紋點(diǎn)的鄰近點(diǎn)特征，鄰近點(diǎn)特征的范圍是0～1。然后，通過(guò)KNN算法求得各個(gè)指紋點(diǎn)位測(cè)試點(diǎn)的定位誤差。表1所示為4個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域的平均定位誤差和平均鄰近點(diǎn)特征。

表1 定位誤差及特征均值

由表1可知，實(shí)驗(yàn)1的定位場(chǎng)景是長(zhǎng)走廊，平均誤差為5.34m，均方根誤差為9.91m，平均特征為0.45；實(shí)驗(yàn)2的定位場(chǎng)景是長(zhǎng)走廊，平均誤差為4.14m，均方根誤差為8.42m，平均特征為0.52；實(shí)驗(yàn)3的定位場(chǎng)景是開(kāi)闊區(qū)域，平均誤差為2.52m，均方根誤差為3.42m，平均特征為0.60；實(shí)驗(yàn)4的定位場(chǎng)景是開(kāi)闊區(qū)域，平均誤差為0.98m，均方根誤差為2.08m，平均特征為0.70。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地3、4為開(kāi)闊區(qū)域，其平均特征較大，誤差較小。走廊區(qū)域進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)1、2則反之。這是因?yàn)樽呃葏^(qū)域存在較多的模糊匹配。在大多數(shù)磁場(chǎng)定位中，開(kāi)闊區(qū)域的定位精度也要優(yōu)于走廊區(qū)域。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地1的平均鄰近點(diǎn)特征最小，但平均定位誤差最大。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地4則平均鄰近點(diǎn)特征最小，平均定位誤差也最小。

2.2 不同特征范圍的定位誤差

為了更好地分析不同特征值范圍內(nèi)測(cè)試點(diǎn)的定位情況，以鄰近點(diǎn)特征閾值為0.5,將所有的測(cè)試點(diǎn)分為兩類。一類的特征值大于閾值，記為滿足特征;另一類的特征值小于閾值，記為不滿足特征。假定誤差小于2m為定位準(zhǔn)確，分別計(jì)算兩類指紋點(diǎn)的定位準(zhǔn)確率。圖2所示為4個(gè)實(shí)驗(yàn)兩類測(cè)試點(diǎn)所占有的比重。2個(gè)走廊區(qū)域的實(shí)驗(yàn)滿足特征的測(cè)試點(diǎn)比重較小，開(kāi)闊區(qū)域的測(cè)試點(diǎn)比重較大。

圖2 兩類測(cè)試點(diǎn)比重

圖3和圖4所示為兩類測(cè)試點(diǎn)的平均定位誤差和定位準(zhǔn)確率，藍(lán)色柱狀為滿足特征的測(cè)試點(diǎn)，紅色柱狀為不滿足特征的測(cè)試點(diǎn)。

圖3 定位誤差對(duì)比

圖4 定位準(zhǔn)確率對(duì)比

在不剔除粗差的前提下，4個(gè)實(shí)驗(yàn)中滿足特征的測(cè)試點(diǎn)有著更低的誤差均值和更高的定位準(zhǔn)確率。實(shí)驗(yàn)1和4中滿足特征的測(cè)試點(diǎn)定位誤差明顯小于不滿足特征的測(cè)試點(diǎn)，定位準(zhǔn)確率明顯高于不滿足特征的測(cè)試點(diǎn)。然而，實(shí)驗(yàn)2和3的這種關(guān)系卻不明顯。這是因?yàn)槌肃徑c(diǎn)特征外，磁場(chǎng)辨識(shí)度等因素也會(huì)影響定位表現(xiàn)，即實(shí)驗(yàn)2和3中不滿足特征的測(cè)試點(diǎn)可能有著更高的磁場(chǎng)辨識(shí)度。

為分析不同特征范圍內(nèi)測(cè)試點(diǎn)的定位準(zhǔn)確率，分別統(tǒng)計(jì)0～0.2、0.2～0.4、0.4～0.6、0.6～0.8和0.8～1特征范圍內(nèi)測(cè)試點(diǎn)的定位準(zhǔn)確率，如表2所示。在統(tǒng)計(jì)中，有的范圍內(nèi)測(cè)試點(diǎn)數(shù)量較少，如實(shí)驗(yàn)2中0.8～1部分和實(shí)驗(yàn)4中0～0.2部分，分別有6個(gè)和5個(gè)測(cè)試點(diǎn)。此種情況點(diǎn)位樣本太小，不具有統(tǒng)計(jì)價(jià)值。

表2 不同特征范圍定位準(zhǔn)確率

由表2可知，4個(gè)實(shí)驗(yàn)中特征范圍越大的測(cè)試點(diǎn)定位準(zhǔn)確率越高，實(shí)驗(yàn)1的0.6～0.8和實(shí)驗(yàn)4的0.8～1范圍甚至可以達(dá)到100%的定位準(zhǔn)確率。此外，當(dāng)特征值處于0～0.2時(shí)，定位準(zhǔn)確率極低，有著很高的錯(cuò)誤匹配率；0.6～1的特征范圍有著最優(yōu)的定位準(zhǔn)確率。

2.3 不同算法的定位誤差與特征均值

室內(nèi)磁場(chǎng)信息維度較小，機(jī)器學(xué)習(xí)、濾波算法等對(duì)室內(nèi)定位精度提高較小且算法復(fù)雜度較高，所以最近鄰(Nearest Neighbor，NN)、KNN、加權(quán)K最近鄰(Weighted K Nearest Neighbor，WKNN)、增強(qiáng)加權(quán)K最近鄰(Enhanced Weighted K Nearest Neigh-bor，EWKNN)、動(dòng)態(tài)時(shí)間歸整(Dynamic Time Warping，DTW)等簡(jiǎn)單算法為常見(jiàn)的定位方法。在不同的定位區(qū)域有著不同的適合的定位算法。在之前的研究中，走廊區(qū)域適宜NN算法和DTW算法，兩種算法在特殊情況下均有著較高的定位精度，但是定位準(zhǔn)確率不高。開(kāi)闊區(qū)域適宜WKNN算法和EWKNN算法，均可達(dá)到較高的定位精度和準(zhǔn)確率。表3所示為4個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域NN、WKNN、EWKNN三種不同定位算法的定位誤差表現(xiàn)。

表3 不同算法定位誤差

表3中，實(shí)驗(yàn)1、2、3在EWKNN算法下取得最高的定位精度。EWKNN算法是一種動(dòng)態(tài)選擇值的KNN算法。因?yàn)樵趯?shí)際定位中對(duì)不同測(cè)試點(diǎn)選擇不同值才能達(dá)到最優(yōu)定位表現(xiàn)，所以一些定位區(qū)域適宜EWKNN算法。實(shí)驗(yàn)4在NN算法下取得最優(yōu)定位精度，這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)4更貼近理想定位條件。一般來(lái)說(shuō),WKNN算法的定位精度要優(yōu)于NN算法，然而4個(gè)實(shí)驗(yàn)中只有實(shí)驗(yàn)2是這種情況。這是因?yàn)榇艌?chǎng)辨識(shí)度對(duì)地磁定位影響較大，磁場(chǎng)辨識(shí)度較高的測(cè)試點(diǎn)更容易在NN算法下取得最小誤差，但如果使用WKNN算法，定位誤差必定會(huì)上升。

圖5所示為4個(gè)實(shí)驗(yàn)不同算法下的定位誤差與鄰近點(diǎn)特征均值分布圖。在不同算法下，實(shí)驗(yàn)區(qū)域的定位誤差仍然與其鄰近點(diǎn)特征成一個(gè)負(fù)相關(guān)的關(guān)系。

圖5 不同算法定位誤差與特征均值

2.4 小結(jié)

從以上的數(shù)據(jù)分析和結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：

1)鄰近點(diǎn)特征均值越大，定位區(qū)域的定位誤差越小;

2)開(kāi)闊區(qū)域的鄰近點(diǎn)特征均值要大于走廊區(qū)域，定位誤差小于走廊區(qū)域;

3)以0.5為特征閾值，大于特征閾值的測(cè)試點(diǎn)有著更高的定位準(zhǔn)確率和更小的定位誤差;

4)鄰近特征越大的測(cè)試點(diǎn)定位準(zhǔn)確率越高。

在實(shí)際定位中，不同區(qū)域的地磁定位精度有著巨大的差異，給定位工作帶來(lái)了困難。例如：經(jīng)過(guò)大量的數(shù)據(jù)采集后發(fā)現(xiàn),此區(qū)域地磁定位精度很差;對(duì)于地磁定位精度較高的區(qū)域進(jìn)行多種定位手段的融合,造成資源浪費(fèi),等等。使用本文提出的鄰近點(diǎn)特征求取和快速構(gòu)建地磁指紋庫(kù)的方法,可以在一定程度上緩解這些問(wèn)題，并指導(dǎo)定位區(qū)域定位手段的選取。

3 基于特征的指紋庫(kù)重構(gòu)

在第2節(jié)中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了鄰近點(diǎn)特征與點(diǎn)位誤差呈一個(gè)負(fù)相關(guān)關(guān)系。鄰近點(diǎn)特征可以對(duì)地磁定位精度進(jìn)行預(yù)判，并通過(guò)這種預(yù)判來(lái)方便、優(yōu)化定位工作。從特征求取來(lái)看，鄰近點(diǎn)特征可以反映指紋點(diǎn)與其相鄰指紋點(diǎn)的磁場(chǎng)信息相似度。鄰近點(diǎn)特征較大，則該點(diǎn)與其相鄰指紋點(diǎn)的磁場(chǎng)相似度更高。實(shí)驗(yàn)3和4均是鄰近點(diǎn)特征較高并且有著較高磁場(chǎng)相似度的定位區(qū)域,適宜采用一些插值算法以減少指紋庫(kù)的采集工作量。

本節(jié)的實(shí)驗(yàn)區(qū)域位于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)南湖校區(qū)的1號(hào)教學(xué)樓C區(qū)2樓，記為實(shí)驗(yàn)5。定位區(qū)域的范圍是7.2m×12m，以0.8m的采樣間隔采集了135個(gè)指紋點(diǎn)，每個(gè)指紋點(diǎn)采集時(shí)間是5min;并均勻采集了130個(gè)測(cè)試點(diǎn)，每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的采樣時(shí)間是3s，本次實(shí)驗(yàn)的采集設(shè)備是小米8，采樣頻率是50Hz。

實(shí)驗(yàn)5的鄰近點(diǎn)特征分布如圖6所示，計(jì)算得到的平均鄰近點(diǎn)特征是0.74，略高于實(shí)驗(yàn)4的0.70。表4所示為實(shí)驗(yàn)4和5的定位誤差對(duì)比。實(shí)驗(yàn)5的定位誤差為0.73m，均方根誤差為1.40m，均低于實(shí)驗(yàn)4。此實(shí)驗(yàn)也滿足鄰近點(diǎn)特征與定位誤差的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

圖6 實(shí)驗(yàn)鄰近點(diǎn)特征分布

表4 實(shí)驗(yàn)4和5對(duì)比

實(shí)驗(yàn)5的鄰近點(diǎn)特征較高，所以是磁場(chǎng)相似度較高的定位區(qū)域。首先，使用增大采樣間隔來(lái)減少指紋庫(kù)的采集工作量。將采樣間隔增大到1.6m，僅需要采集40個(gè)指紋點(diǎn)，是原有采集量的29.6%。然后，使用插值算法將其他的指紋點(diǎn)重構(gòu)出來(lái)。這里使用的是Matlab自帶的最鄰近插值(nearest)、線性插值(linear)、三次立方插值(cubic)和三次樣條插值(spline)。圖7所示為四種插值算法重構(gòu)指紋庫(kù)后的定位誤差表現(xiàn)。

圖7 指紋重構(gòu)后的定位誤差

從圖7的誤差柱狀圖可以看出，采用四種插值算法重構(gòu)指紋庫(kù)后的定位誤差略有上升，其中最鄰近插值誤差上升最多，三次立方插值誤差最接近原有指紋庫(kù)的定位精度。除最鄰近插值外，其他插值算法均維持在1m以下的定位精度。因此，對(duì)于鄰近點(diǎn)特征較高的定位區(qū)域，其指紋點(diǎn)磁場(chǎng)相似度較高。采用插值算法減少大量的指紋采集工作量后，定位精度有所下降，但仍然可以滿足定位需求。

4 結(jié)論

為解決地磁室內(nèi)定位中的一些弊端，本文提出了一種基于鄰近點(diǎn)特征的地磁定位輔助方法。鄰近點(diǎn)特征可由線下數(shù)據(jù)求得。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該特征可以較為準(zhǔn)確地預(yù)判定位區(qū)域的定位誤差。鄰近點(diǎn)特征的范圍是0～1，特征越大的則測(cè)試點(diǎn)定位誤差越小，定位準(zhǔn)確率越高。經(jīng)過(guò)對(duì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域定位性能的分析，鄰近點(diǎn)特征均值越大的定位區(qū)域定位誤差較小，本文實(shí)驗(yàn)4和5的鄰近點(diǎn)特征均值大于0.7，其定位誤差均小于1m。依據(jù)此特征的性質(zhì)，可快速識(shí)別定位區(qū)域選擇磁場(chǎng)定位的適宜性。鄰近點(diǎn)特征的求取實(shí)現(xiàn)了對(duì)定位區(qū)域的地磁定位精度的預(yù)判，為定位區(qū)域定位方法的選擇提供了指導(dǎo)，減少了不必要的工作投入，極大地方便了定位工作。

鄰近點(diǎn)特征的另一特性是可以代表指紋點(diǎn)與相鄰指紋的磁場(chǎng)相似度。特征越大則意味著指紋點(diǎn)與其相鄰指紋有著更高的相似度。針對(duì)特征均值較大的區(qū)域，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了僅采集29.6%的指紋并不會(huì)對(duì)定位精度造成較大的影響。通過(guò)這種方法，可以有選擇地減少指紋庫(kù)的采集工作量，提高室內(nèi)定位的效率。