卫星定位原理以及室内定位技术

原理
根据差分GPS基准站发送的信息方式可将差分GPS定位分为三类，即：位置差分、伪距差分和相位差分。这三类差分方式的工作原理是相同的，即都是由基准站发送改正数，由用户站接收并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果。所不同的是，发送改正数的具体内容不一样，其差分定位精度也不同。
　　1. 位置差分原理
　　这是一种最简单的差分方法，任何一种GPS接收机均可改装和组成这种差分系统。安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位，解算出基准站的坐标。由于存在着轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应以及其他误差，解算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的，存在一个差值。基准站利用数据链将此改正数发送出去，由用户站接收，并且对其解算的用户站坐标进行改正。
　　最后得到的改正后的用户坐标已消去了基准站和用户站的共同误差，例如卫星轨道误差、 SA影响、大气影响等，提高了定位精度。以上先决条件是基准站和用户站观测同一组卫星的情况。位置差分法适用于用户与基准站间距离在100km以内的情况。
　　2. 伪距差分原理
　　伪距差分是目前用途最广的一种技术。几乎所有的商用差分GPS接收机均采用这种技术。国际海事无线电委员会推荐的RTCM SC-104也采用了这种技术。
　　在基准站上的接收机要求得它至可见卫星的距离，并将此计算出的距离与含有误差的测量值加以比较。利用一个α-β滤波器将此差值滤波并求出其偏差。然后将所有卫星的测距误差传输给用户，用户利用此测距误差来改正测量的伪距。最后，用户利用改正后的伪距来解出本身的位置，就可消去公共误差，提高定位精度。
　　与位置差分相似，伪距差分能将两站公共误差抵消，但随着用户到基准站距离的增加又出现了系统误差，这种误差用任何差分法都是不能消除的。用户和基准站之间的距离对精度有决定性影响。
　　3. 载波相位差分原理
　　载波相位差分技术又称为RTK技术（real time kinematics），是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。它能实时提供观测点的三维坐标，并达到厘米级的高精度。
　　与伪距差分原理相同，由基准站通过数据链实时将其载波观测量及站坐标信息一同传送给用户站。用户站接收GPS卫星的载波相位与来自基准站的载波相位，并组成相位差分观测值进行实时处理，能实时给出厘米级的定位结果。
　　实现载波相位差分GPS的方法分为两类：修正法和差分法。前者与伪距差分相同，基准站将载波相位修正量发送给用户站，以改正其载波相位，然后求解坐标。后者将基准站采集的载波相位发送给用户台进行求差解算坐标。前者为准RTK技术，后者为真正的RTK技术。

室内定位技术：

蓝牙定位
比较有名的有苹果推出的iBeacon，在一个iBeacon基站的帮助下，智能手机的软件能大概找到它和这个iBeacon基站的相对位置。iBeacon技术通过低功耗蓝牙来实现。这也是为什么iBeacon设备靠纽扣电池就能运行很长时间。现在的iBeacon应用主要包括两种，一种是进入iBeacon区域后，进行消息推送；另一种是部署好基站，利用信号强度进行定位。这两种都与位置感知有关。同样基于蓝牙技术的室内定位方法还有Nokia的HAIP，高通的iZAT和Gimbal。基于蓝牙的室内定位优点在于设备体积一般比较小，功耗低，建立连接时间短，主要可以应用于小范围的定位。缺点是蓝牙系统稳定性较差，受噪声的干扰比较大。

惯性传感器定位
惯性传感器包括加速度计和陀螺仪等，可测量加速度和角速度。通过对运动传感器的信息进行整合计算，不断更新待移动点的位置和速度。通过对加速度进行积分，可以知道待移动点的位置变化、速度变化，通过对角速度进行积分，可以得到移动点的方向变化。
惯性传感器定位于其他方法的不同之处在于，不需要事先布置基站或对室内情况有预先了解，所以在救援人员追踪方面有重要应用，因为在这种情况下，室内的无线信号可能受到强烈干扰、基站可能无法正产工作、或救援环境未知。在无线信号难以正常运行时，惯性传感器定位则成为最优选择。另外，由于现在手机中多带有惯性传感器，所以惯性传感器定位也有易于普及的硬件条件。

wifi定位
一类方法与上述方法相同，在已知各个AP位置的前提下，用信号衰减模型计算移动设备与各个AP的距离，用三角定位法确定移动设备的大致位置。
另一类方法则类似于机器学习算法，首先将待检测的室内区域按特定面积进行网格划分，然后获取每个网格内的Wi-Fi信号强度信息，这实际上是一个训练的过程。在训练阶段得到每个网格的信号强度信息，在定位时，通过实时检测信号强度，将与当前信号强度匹配度最高的网格作为移动设备当前的位置。
基于Wi-Fi技术的室内定位主要也依据RSSI强度信息来判断用户位置。一类方法与上述方法相同，在已知各个AP位置的前提下，用信号衰减模型计算移动设备与各个AP的离，用三角定位法确定移动设备的大致位置。

基于Wi-Fi方法进行室内定位的公司有WifiSLAM（被苹果收购）、Wifarer、智慧图等。

RFID定位
RFID是射频识别的缩写，是一种无线通信技术，通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据。而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
RFID系统主要包括读卡器、标签和在标签和读卡器间传递射频信号的卫星天线三部分。读卡器发出射频信号，当标签进入磁场后，凭借感应电流获得能量发送存储在芯片中的信息，这种通过感应电流获得能量的标签称为无源标签，如果不通过感应电流可以主动发送信号，则称为有源标签。
RFID用于室内定位已经在物流和供应管理、生产制造和装配等场景下有了比较广泛的应用，但它更多还是作为一个标签，待定位物体处于被动定位的状态，所以更多的应用于商品和货物上。而且其作用距离很近，且标签密度高时会产生较大的干扰。

卫星定位原理以及室内定位技术相关推荐

10种室内定位技术原理深度解析
在高度城市化的今天,室内空间越来越庞大复杂.人类战胜了大自然,却在自己构筑的钢筋水泥中迷了路. 东晋高僧法显西行求法乘船回国时写道:大海弥漫无边,不识东西,唯望日.月.星宿而进.大意就是说,大海辽阔无 ...
基于二维码的室内定位技术（一）——原理
作者介绍:周语馨 from 南京大学 to 英特尔亚太研发有限公司 504849766@qq.com 原文地址: https://zhou-yuxin.github.io 哎,不知道怎么说呢.自从朱富 ...
rssi室内定位算法原理_室内定位方案常用的4种定位算法
目前常见的室内定位技术有超宽带UWB室内定位技术,蓝牙室内定位技术,RFID(无线射频识别)定位,超声波定位,Wi-Fi定位等.室内定位依赖于定位算法,定位算法决定了室内定位的模式.室内定位种类虽然比 ...
常用室内定位技术总结
常用室内定位技术总结目前,常用的定位方法,从原理上来说,主要分为:邻近探测法.质心法.极点法.多边定位法.指纹法和航位推算法. 主要室内定位方法对比如下: 各种原理各有优劣,在不同应用场景.不同预算 ...
室内定位技术：分类、方法与应用综述
[摘要]近年来,面向需求越来越迫切的室内位置服务,室内定位技术发展迅速,是移动互联时代的研究热点,逐步在各行各业发挥作用,给人们的日常生活带来了一定的影响.本文对国内外室内定位技术的研究现状进行了分析 ...
浅谈UWB（超宽带）室内定位技术（转载）
技术背景随着无线通信技术的发展和数据处理能力的提高,基于位置的服务成为最有前途的互联网业务之一.无论移动在室内还是室外环境下,快速准确地获得移动终端的位置信息和提供位置服务的需求变得日益迫切.通信和 ...
好好说一说室内定位技术
室内定位技术进过了几十年的发展,从未像今天这样引起大家的关注,这无疑得益于VR技术在这几年的蓬勃发展,52VR的编辑们今天就梳理下已有的定位技术和手段,有哪些点值得我们参考和注意呢? 那么传统的室内定 ...
移动机器人室内定位技术综述
点击上方"小白学视觉",选择加"星标"或"置顶" 重磅干货,第一时间送达对于移动机器人,定位技术是保证移动机器人轨迹/运动作业的前提技术, ...
室内定位技术及机场方案建议
室内定位技术发展现状在1996年左右,美国联邦通信委员会(FCC)要求移动运营商为移动电话用户提供E-911(紧急救援)服务.1999年,FCC又对定位精度做出新的要求.加之此后全球移动用户的迅猛发 ...

卫星定位原理以及室内定位技术

卫星定位原理以及室内定位技术

卫星定位原理以及室内定位技术相关推荐

最新文章

热门文章