移动定位技术

我不是女神ヾ 2022-06-10 06:18 298阅读 0赞

快速、精确地确定移动对象的位置是移动GIS和LBS的支撑技术。目前最为广泛的移动对象定位技术包括卫星导航技术、移动通讯网络蜂窝定位技术、WIFI定位技术、Zigbee、RFID、UWB、伪卫星、惯性导航技术等。  
全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）主要包括美国的全球定位系统（Global Position System，GPS）、俄罗斯的全球导航卫星系统（GLONASS）、我国的北斗卫星导航系统、正在建设的欧洲Galileo卫星导航定位系统等。GNSS采用三维交汇原理进行空间，通过测量多颗卫星到移动对象的位置，结合已知卫星精确的实时位置信息，计算移动对象的三维坐标。定位精度取决于可接收到信号的卫星数量、空间分布及移动对象到导航卫星的距离测量精度，定位精度可以通过多种差分方式得以提高。  
![这里写图片描述][SouthEast]  
移动通讯网络蜂窝定位技术可分为两类：基于网络的定位和基于移动终端的定位。基于网络的定位技术主要包括Cell-ID、基于信号到达时间的定位（Time of Arrival，TOA）、信号到达时间差定位（Time Different of Arrival，TDOA）和基于角度测量的定位技术（Angle of Arrival，AOA）。Cell-ID通过移动通讯时绑定的网络基站确定终端的位置，其定位精度取决于蜂窝小区的大小，对基站的密度有很大的依赖性。TOA、TDOA和AOA通过测量移动对象到达多个基站的信号传播时间、时间差或信号角度，以地面三角测量方式来确定移动对象的位置。TOA的定位精度与基站的地理位置分布关系很大，TOA技术需要升级网络端，增加测量模块，同时还需要网络时间同步；TDOA降低了时间同步要求，可应用于各种移动通讯系统。AOA技术在障碍物较少的地区可以得到较高的定位精度。  
基于移动终端的定位技术主要包括A-GPS（assisted GPS）和增强观察时间差（enhanced observed time difference，E-OTD）。A-GPS技术在定位时，网络根据移动终端所在蜂窝小区标识，迅速确定移动终端上空的全球定位系统卫星信号，加速卫星搜索过程，从而提高全球定位系统卫星定位速度。同时，可以利用移动通讯网络发送差分信号到移动终端，提高精度。本质上A-GPS是完全依赖全球定位系统的定位技术，因此适用于任何移动通讯网络，但要求天空无遮挡。E-OTD通过放置位置测量单元实现。E-OTD可以提供精确定位，但是实现成本很高，且只适合GSM/GPRS网络，在运营环境中配置繁琐，限制了漫游用户的服务。  
![这里写图片描述][SouthEast 1]  
近期，利用移动数据通讯网的室内定位技术引起了广泛关注。这一技术基于TC-OFDM信号进行测距定位，结合少量标校点，可达到3米的室内定位精度。  
WIFI定位是目前LBS应用的主流定位方式。它通过搜索周边WIFI介入点的MAC地址，结合第三方数据提供商的MAC地址与地理位置的对照表进行快速的位置匹配来确定移动终端的位置。如果终端具有GPS模块，则可以通过网络随时自动修正MAC地址与地理位置的对照表，WIFI热点和用户越多，定位精度则越高，达到“人人为我，我为人人”的目的。  
![这里写图片描述][SouthEast 2]  
Zigbee定位技术和WIFI定位技术类似，都是采用无线传感器网络定位方式，利用信号强度定位，易受环境干扰；结点覆盖范围小，覆盖成本较高。  
由于定位技术各有所长，如何能结合多种技术，在更大范围内获得更精确的定位结果，成为研究和应用的热点。其中，具有代表性的混合定位技术包括GPSOne和XPS技术。GPSOne首先使用A-GPS技术定位，如果全球定位系统卫星事业被部分/全部阻挡时，辅助采用AFLT三角测量技术进行定位。XPS定位技术是结合WIFI定位、移动通讯网络蜂窝定位和全球定位系统定位技术的组合定位技术，可在移动程度上提供室内外无缝快速定位，客服传统单一定位方式的缺点，定位精度和基础设施分布密度密切相关。

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