【 Notes 】Positioning system classification

Positioning systems determine the location of a person or an object either relative to a known position or within a coordinate system [1] . In the last few decades, various positioning systems have been motivated by demand and have been developed.

定位系统确定人或物体相对于已知位置或坐标系内的位置[1]。在过去的几十年中，各种定位系统受到需求的驱动并且已经被开发出来。

Figure 1.1 Positioning system classification：

Some of the applications of positioning systems include (but are not limited to) law enforcement, security, road safety, tracking personnel, vehicles, and other assets, situation awareness, and mobile ad hoc networks.

定位系统的一些应用包括（但不限于）执法，安全，道路安全，跟踪人员，车辆和其他资产，情况感知和移动自组织网络。

As shown in Figure 1.1 , positioning systems can be classified into two categories:
1. Global Positioning
2. Local Positioning

Global positioning systems ( GPSs ) allow each mobile to fi nd its own position on the globe. A local positioning system ( LPS ) is a relative positioning system and can be classifi ed into self - and remote positioning. Self - positioning systems allow each person or object to find its own position with respect to a static point at any given time and location. An example of these systems is the inertial navigation system ( INS ).

全球定位系统（GPS）允许每个移动设备在地球上找到自己的位置。本地定位系统（LPS）是一种相对定位系统，可以分为自定位和远程定位。自定位系统允许每个人或物体在任何给定的时间和位置相对于静止点找到自己的位置。这些系统的一个例子是惯性导航系统（INS）。
Remote positioning systems allow each node to fi nd the relative position of other nodes located in its coverage area. Here, nodes can be static or dynamic.

远程定位系统允许每个节点找到位于其覆盖区域中的其他节点的相对位置。这里，节点可以是静态的或动态的。

Remote positioning systems themselves are divided into
1. active target remote positioning and
2. passive target remote positioning.

In the first case, the target is active and cooperates in the process of positioning, while in the second, the target is passive and noncooperative. Examples of active target positioning systems are radio frequency identifi cation (RFID), wireless local positioning systems ( WLPSs ) [2] , and traffi c alert and collision avoidance systems ( TCAS ) [2] . Examples of passive target positioning systems are tracking radars and vision systems. Figure 1.1 summarizes the classifi cation of positioning systems.

在第一种情况下，目标是活动的并且在定位过程中协作，而在第二种情况下，目标是被动的和不合作的。有源目标定位系统的示例是射频识别（RFID），无线本地定位系统（WLPS）[2]以及交通警报和防撞系统（TCAS）[2]。被动目标定位系统的示例是跟踪雷达和视觉系统。图1.1总结了定位系统的分类。

This chapter reviews the operation of several key positioning systems and compares their operation, application, and pros and cons.

Several key positioning parameters such as accuracy, capability in line - of - sight ( LOS ) versus non - line - of -sight ( NLOS ) positioning, number of base stations required for positioning, and power consumption are considered as the benchmark for comparison.

Moreover, tables summarize information on the operating ranges of the positioning parameters for the positioning systems discussed in this chapter. This information will guide system designers in selecting a positioning system for a particular application based on requirements that may be specified using a combination of parameters discussed in this chapter.

Section 1.2 discusses the fundamentals of various techniques that form the basis of almost all the positioning systems.

Section 1.3 discusses the operation of several key positioning systems,

while Section 1.4 compares the positioning systems and highlights their pros and cons.

Section 1.5 outlines futuristic applications of several positioning systems.

从这里我们学到了定位系统的分类，全球定位系统和本地定位系统。全球定位系统不必多说，美国的GPS就是典型的全球定位系统，如今我国的北斗定位系统也是全球定位系统。

本地定位系统分为自定位系统和远程定位系统。自定位系统允许每个人或物体在任何给定的时间和位置相对于静止点找到自己的位置。例子是惯性导航系统。什么是惯性导航系统呢？

百度百科：惯性导航系统（INS，以下简称惯导）是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。

惯性导航系统属于推算导航方式，即从一已知点的位置根据连续测得的运动体航向角和速度推算出其下一点的位置，因而可连续测出运动体的当前位置。惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系，使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中，并给出航向和姿态角；加速度计用来测量运动体的加速度，经过对时间的一次积分得到速度，速度再经过对时间的一次积分即可得到位移。

远程定位系统允许每个节点找到位于其覆盖区域中的其他节点的相对位置。这里，节点可以是静态的或动态的。

这个貌似更常用了，依据描述可知，某个节点是有一定的覆盖区域的，在该区域内的其他节点都能被定位，这点对于武器系统貌似大多如此吧。

接着远程定位系统又被分为主动的和被动的，或者称为有源定位和无源定位，这点很简单，有源定位就是测量站对目标发射信号，然后接受反射信号来定位，而无源定位就是测量站不发射任何信号，或者不向目标发射信号，只接受目标辐射信号，这样比较隐蔽。

有源目标定位系统的示例是射频识别（RFID），无线本地定位系统（WLPS）[2]以及交通警报和防撞系统（TCAS）[2]。被动目标定位系统的示例是跟踪雷达和视觉系统。

最后文章给出了展望性的东西，下面的博文会接着讲。那就是展示几种关键的定位系统以及对其参数进行对比，分析优缺点的问题。下文见。

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