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室内定位技术有哪些,定位器wifi定位原理

时间:2023-05-05 09:45:15 阅读:11676 作者:4877

卫星定位原理及室内定位技术原理

根据差分GPS基站发送的信息方式,差分GPS定位可以分为位置差分、伪距差分、相位差分量3种。 这三种差分方式的工作原理相同,即基站发送修正数,用户站接收并修正其测量结果,得到准确的定位结果。 区别在于发送修正数的具体内容不同,其差分定位精度也不同。

1 .位置差分原理

这是最简单的差分方法,任何GPS接收机都可以改造构成这样的差分系统。 设置在基站的GPS接收机在观测到4个卫星后,可以进行三维定位,计算基站的坐标。 由于存在轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应和其他误差,解算出的坐标与基站的已知坐标不同,存在差异。 基站使用数据链路发送此修改数,由用户站接收并修改其解析的用户站坐标。

最后得到的修正后的用户坐标消除了卫星轨道误差、SA影响、大气影响等基站和用户站的共同误差,提高了定位精度。 以上前提条件是基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站的距离在100km以内的情况。

2 .伪距差分原理

伪距差分是目前用途最广泛的技术。 大多数商用差分GPS接收机都采用了这种技术。 国际海事无线委员会推荐的RTCM SC-104也采用了该技术。

基站上的接收机确定到可见光卫星的距离,并将计算出的距离与包括误差的测量值进行比较。 用-滤波器对该差分进行滤波,求出偏差。 然后,将所有卫星的测距误差发送给用户,用户利用该测距误差修正测量的伪距。 最后,用户可以通过使用修改后的伪距求解自己的位置,来消除公共误差,提高定位精度。

和位置差分一样,伪距差分可以抵消两个站的公共误差,但是随着从用户到基站的距离变长会产生系统误差,该误差是任何差分方法都无法消除的。 用户和基站之间的距离对精度有决定性的影响。

3 .载波相位差分配原理

载波相位差技术也称为RTK技术(real time kinematics ),并且基于实时处理两个站的载波相位。 实时提供观测点的三维坐标,达到厘米级的高精度。

与伪距差分原理一样,从基站经由数据链路实时地向用户站发送其载波观测测量和局部坐标信息。 用户站接收GPS卫星的载波相位和来自基站的载波相位,构成相位差分布观测值进行实时处理,能够实时给出厘米级的定位结果。

实现载波相位差分GPS的方法分为修正法和差分法两种。 类似于伪距差分,基站向用户站传输载波相位校正量以校正载波相位并确定坐标。 后者将基站收集的载波相位发送到用户站,求出差分解计算坐标。 前者是准RTK技术,后者是真正的RTK技术。

室内定位技术:

蓝牙的定位

有名的是苹果推出的iBeacon,在一个iBeacon基站的帮助下,智能手机软件大致可以找到与这个iBeacon基站的相对位置。 iBeacon技术通过低功耗蓝牙实现。 因此,iBeacon设备可以在纽扣电池中长时间运行。 当前的I beacon APP应用程序主要有两种。 一种是进入iBeacon区域后,进行消息推送。 另一种是配置基站,利用信号强度进行定位。 这两者都与位置感觉有关。 同样基于蓝牙技术的室内定位方法有诺基亚的HAIP、高通量的iZAT和Gimbal。 基于蓝牙的室内定位的优点是仪器体积一般小、功耗低、连接时间短,主要应用于小范围定位。 缺点是蓝牙系统稳定性差,噪声干扰大。

惯性传感器的定位

惯性传感器有加速度计和陀螺仪等,可以测量加速度和角速度。 通过综合计算运动传感器的信息,不断更新移动点的位置和速度。 通过积分加速度,可以知道想移动的点的位置变化、速度变化,通过积分角速度可以获得移动点的方向变化。

惯性传感器与其他方法的不同之处在于,无需事先配置基站,也无需事先掌握室内情况,因此在救援人员的跟踪中具有重要的应用。 这是因为在该情况下,室内的无线信号有可能受到强烈干扰,基站不能正常工作,或者救助环境变得不明确。 无线信号难以正常动作时,惯性传感器的定位是最佳选择。 另外,由于现在的手机大多搭载惯性传感器,所以惯性传感器的定位也有容易普及的硬件条件。

wifi定位

一种方法与上述方法相同,即在知道各AP位置的前提下,利用信号衰减模型计算移动设备与各AP的距离,利用三角定位法确定移动设备的大致位置。

另一种方法与机器学习算法相似,首先将检测到的室内区域按特定面积划分成网格,然后获取各网格内的Wi-Fi信号强度信息是一个实际训练过程。 训练阶段通过获得每个网格的信号强度信息,定位时实时检测信号强度,将与当前信号强度匹配度最高的网格作为移动设备的当前位置。

基于Wi-Fi技术的室内定位也主要基于RSSI强度信息判断用户的位置。 一种方法与上述方法相同,即在知道各AP位置的前提下,利用信号衰减模型计算移动设备与各AP的距离,利用三角定位法确定移动设备的大致位置。

基于Wi-Fi方式进行室内定位的公司包括WifiSLAM (被苹果收购)、Wifarer、智能地图等。

RFID定位

RFID是射频识别的缩写,一种通过无线电信号识别特定目标并读取和写入相关数据的无线通信技术。 不需要在系统和特定目标之间建立机械或光学接触。

br> 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。

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