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物物联联网网标标识识与与识识别别技技术术用用于于实实现现识识别别物物体体本本身身的的存存在在，获获取取被被识识别别物物体体的的相相关关信信息，作用是对物体进行识别和跟踪。息，作用是对物体进行识别和跟踪。物联网标识和识别技术概述物联网标识和识别技术概述包括：包括：条形码识别条形码识别 商品标签商品标签磁条卡识别磁条卡识别 卡、卡、卡、收费卡卡、收费卡 IC IC卡识别卡识别 社保卡、社保卡、SIM SIM卡卡生物识别生物识别 语音识别、指纹识别、脸部识别语音识别、指纹识别、脸部识别光学识别光学识别 扫描仪的文字识别扫描仪的文字识别射频识别射频识别公交卡、身份证公交卡、身份证芯片芯片滤波滤波解调解调计算机计算机放大放大 射频识别系统射频识别系统阅读器阅读器 电子标签电子标签第五第五讲 物物联网定位技网定位技术5.2 常常见定位技定位技术5.3 物物联网定位技网定位技术应用用5.1 定位技定位技术概述概述5.1 定位技术概述定位技术概述5.1.1 定位技术的概念定位技术的概念 在在很很多多物物联联网网的的应应用用中中，物物体体（或或者者称称对对象象）的的“位位置置”信信息息有有着着重重要要的的意意义义。在在物物联联网网中中，人人们们使使用用RFID、传传感感器器或或者者其其他他信信息息采采集集工工具具从从物物理理世世界界当当中中获获取取各各种种各各样样的的信信息息，并并将将这这些些信信息息通通过过网网络络传传送送到到用用户户或或者者服服务务器器端端进进行行处处理理以以为为用户提供各种各样的服务。用户提供各种各样的服务。物联网中用于获取物体位置的技术统称为定位技术。物联网中用于获取物体位置的技术统称为定位技术。物物联联网网中中的的所所谓谓“物物体体”的的概概念念非非常常广广泛泛：它它既既可可以以指指人人，也可以指也可以指设备设备。定位定位定位是确定目标位置的过程。定位是确定目标位置的过程。位置可能是物理坐标（经纬度）或者是逻辑空间（位置可能是物理坐标（经纬度）或者是逻辑空间（IP地址）地址）为什么需要定位？基于位置的服务基于位置的服务自动导航自动导航搜索周边服务信息搜索周边服务信息基于位置的社交网络：基于位置的社交网络：Four square位置信息和我们的生活息息相关。位置信息和我们的生活息息相关。位置信息位置信息不是单纯的不是单纯的“位置位置”地理位置（地理位置（空间空间坐标）坐标）处在该位置的时刻（处在该位置的时刻（时间时间坐标）坐标）处在该位置的对象（处在该位置的对象（身份身份信息）信息）应用应用人人员员定定位位（楼楼宇宇中中人人员员位位置置，人人员员失踪）失踪）车辆定位（物流追踪，路径导航）车辆定位（物流追踪，路径导航）事件定位（森林火灾，军事目标）事件定位（森林火灾，军事目标）定位参考定位参考地图和标志建筑地图和标志建筑GPS指南针和周围环境指南针和周围环境定位应用定位应用5.1 定位技术概述定位技术概述5.1.2 定位技术的发展简史定位技术的发展简史人类最初的导航定位，只能通过石头，树，山脉等作为参照物，人类最初的导航定位，只能通过石头，树，山脉等作为参照物，渐渐发展到天文观测法，即通过天上的太阳，月亮和星星来判断渐渐发展到天文观测法，即通过天上的太阳，月亮和星星来判断位置。而中国四大发明之一的指南针是人类导航领域的一个里程位置。而中国四大发明之一的指南针是人类导航领域的一个里程碑。碑。早期的航海活动中早期的航海活动中主要是通过沿着海主要是通过沿着海岸线建造在航道的岸线建造在航道的关键部位建造灯塔关键部位建造灯塔来对船只进行导航。来对船只进行导航。这些定位技术的精这些定位技术的精度非常差，并且覆度非常差，并且覆盖范围不广。盖范围不广。5.1 定位技术概述定位技术概述5.1.2 定位技术的发展简史定位技术的发展简史无线电导航无线电导航 的发明，使导航系统成为航行中真正可以依赖的的发明，使导航系统成为航行中真正可以依赖的工具，因此具有划时代的意义。它具有独立、封闭、全天候等工具，因此具有划时代的意义。它具有独立、封闭、全天候等特点，对外界环境依赖性很小。现在，无线电导航仍然在飞机特点，对外界环境依赖性很小。现在，无线电导航仍然在飞机进场着陆、区域性定位中发挥着重要作用。进场着陆、区域性定位中发挥着重要作用。最早的基于无线电技术的定位系统是最早的基于无线电技术的定位系统是罗兰远程导航系统罗兰远程导航系统，建立，建立于于2020世纪世纪4040年代，其最初的目的是用于海军中的中程无线电导年代，其最初的目的是用于海军中的中程无线电导航。航。A.人的位置应该在这个红色的圆上人的位置应该在这个红色的圆上罗兰系统的示意图罗兰系统的示意图A和B是一对基站，同时发送信号。用户根据收到信号的时间差来确定自己的位置是在哪个双曲线上。图中不同的双曲线对应于不同的时间差。最终形成全球定位系统。矿用射频识别人员定位系统由于超宽带定位技术具有穿透力强、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点，前景相当广阔。基于位置的社交网络：Four squareGPS卫星的数目较多，且分布均匀，保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星，确保实现全球全天候连续的导航定位服务（除打雷闪电不宜观测外）。1个主控站:Colorado springs(科罗拉多)。(6)Wi-Fi定位技术Wi-Fi定位适用于对人或者车的定位导航，可以于医疗机构、主题公园、工厂、商场等各种需要定位导航的场合。图片：大地型GPS接收机这类接收机主要利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时，常用于天文台及无线电通讯中时间同步。“欧洲版GPS”之称，可提供全球可供民用的定位系统。直线视距和传输距离较短这两大主要缺点使其室内定位的效果很差。Wi-Fi定位适用于对人或者车的定位导航，可以于医疗机构、主题公园、工厂、商场等各种需要定位导航的场合。超宽带定位技术是一种全新的、与传统通信定位技术有极大差异的新技术。俄罗斯 1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。一、GPS全球定位系统一、GPS全球定位系统仪器结构复杂，价格较贵。5.1 定位技术概述定位技术概述5.1.2 定位技术的发展简史定位技术的发展简史随着人造卫星技术的发展，人们开始利用人造卫星来构建更精随着人造卫星技术的发展，人们开始利用人造卫星来构建更精确，覆盖范围更广的定位确，覆盖范围更广的定位/导航系统。地球同步轨道卫星可以以导航系统。地球同步轨道卫星可以以相对地球静止的方式在太空轨道中运行，这就提供了一种方式来相对地球静止的方式在太空轨道中运行，这就提供了一种方式来为定位系统提供固定的参考点。为定位系统提供固定的参考点。5.1 定位技术概述定位技术概述5.1.2 定位技术的发展简史定位技术的发展简史随着蜂窝移动通信技术的快速发展，随着蜂窝移动通信技术的快速发展，用户极大增加。这类用户极大增加。这类定位系统一般通过是通过测量定位系统一般通过是通过测量 和基站之间的信号强度、距离或和基站之间的信号强度、距离或者到达角度，利用基站的位置来计算者到达角度，利用基站的位置来计算 用户的位置。移动用户的位置。移动 用户用户一般称作移动台，通过基站的辅助来定位。一般称作移动台，通过基站的辅助来定位。5.1 定位技术概述定位技术概述5.1.2 定位技术的发展简史定位技术的发展简史随着移动互联网的发展和室内位置技术的创新，室内定位技术随着移动互联网的发展和室内位置技术的创新，室内定位技术在今天市场需求下应运而生。在今天市场需求下应运而生。随着出行导航、智能制造、机器人、智能服务等行业的发展，随着出行导航、智能制造、机器人、智能服务等行业的发展，人们开始重新审视室内位置服务的价值。室内位置服务是真正实人们开始重新审视室内位置服务的价值。室内位置服务是真正实现万物互联的基础。现万物互联的基础。第五第五讲 物物联网定位技网定位技术5.2 常常见定位技定位技术5.3 物物联网定位技网定位技术应用用5.1 定位技定位技术概述概述5.2 常见定位技术常见定位技术5.2.1 卫星定位卫星定位 “GPS”系统系统（全球运行）（全球运行）1994年，年，24颗颗GPS卫星布设完成，卫星布设完成，21颗工作，颗工作，3颗备用。颗备用。俄罗斯俄罗斯“格洛纳斯格洛纳斯-GLONASS”系统（运行）系统（运行）年年全全球球正正式式运运行行，24颗颗工工作作、3颗颗维维修修、3颗颗备备用用、1颗颗测试。测试。“起步早，寿命短起步早，寿命短”欧洲欧洲“伽利略系统伽利略系统”（建设中）（建设中）2002年年启启动动，系系统统计计划划由由30颗颗卫卫星星组组成成，目目前前只只有有4颗颗卫卫星星中国中国“北斗北斗”系统（建设中）系统（建设中）年在轨卫星年在轨卫星12颗，覆盖亚太地区。颗，覆盖亚太地区。年将覆盖全球。年将覆盖全球。5.2 常见定位技术常见定位技术一、一、GPS全球定位系统全球定位系统GPS 是英文是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。（全球定位系统）的简称。GPS是是20世纪世纪70年代由年代由 陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是 独霸独霸全球战略的重要组成。全球战略的重要组成。经过经过20余年的研究实验，耗资余年的研究实验，耗资300亿美元，到亿美元，到1994年年3月，全球覆盖率高月，全球覆盖率高达达98%的的24颗颗GPS卫星星座己布设完成。卫星星座己布设完成。5.2 常见定位技术常见定位技术一、一、GPS全球定位系统全球定位系统GPS全球定位系统由空间部分、地面控制系统和用户设备部分全球定位系统由空间部分、地面控制系统和用户设备部分三部分组成。三部分组成。(1)GPS构成构成5.2 常见定位技术常见定位技术一、一、GPS全球定位系统全球定位系统(1)GPS构成构成 空间部分空间部分GPS的空间部分是由的空间部分是由24颗卫星组颗卫星组成成(21颗工作卫星，颗工作卫星，3颗备用卫星），颗备用卫星），它位于距地表它位于距地表 0km的上空，均匀分的上空，均匀分布在布在6个轨道面上个轨道面上,轨道倾角为轨道倾角为55，每个轨道面包含每个轨道面包含4颗卫星。颗卫星。卫星的分布使得在全球任何地方、卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到任何时间都可观测到4 颗以上的卫星，颗以上的卫星，并能在卫星中预存的导航信息。并能在卫星中预存的导航信息。GPS的卫星因为大气摩擦等问题，的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。低。5.2 常见定位技术常见定位技术一、一、GPS全球定位系统全球定位系统 地面控制系统地面控制系统地面控制系统由监测站、主控制站、地面天线所组成地面控制系统由监测站、主控制站、地面天线所组成,主控制站位主控制站位于于 科罗拉多州春田市。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息科罗拉多州春田市。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计并计算卫星星历、相对距离，大气校正等数据。算卫星星历、相对距离，大气校正等数据。u1 1个主控站个主控站:Colorado springs(:Colorado springs(科罗拉多科罗拉多)。u3 3个注入站个注入站:Ascencion(:Ascencion(阿森松群岛阿森松群岛)、Diego Garcia(Diego Garcia(迭哥伽西亚迭哥伽西亚)、kwajalein(kwajalein(卡瓦加兰卡瓦加兰)。u5 5个监控站：个监控站：以上主控站、注入站及以上主控站、注入站及Hawaii(Hawaii(夏威夷夏威夷)。Colorado springs55HawaiiAscencionDiego Garciakwajalein5.2 常见定位技术常见定位技术一、一、GPS全球定位系统全球定位系统(1)GPS构成构成 用户设备部分用户设备部分用用户户设设备备部部分分即即GPS 信信号号接接收收机机。其其主主要要功功能能是是能能够够捕捕获获到到按按一一定定卫卫星星截截止止角角所所选选择择的的待待测测卫卫星星，并并跟跟踪踪这这些些卫卫星星的的运运行行。当当接接收收机机捕捕获获到到跟跟踪踪的的卫卫星星信信号号后后，就就可可测测量量出出接接收收天天线线至至卫卫星星的的伪伪距距离离和和距距离离的的变变化化率率,解解调调出出卫卫星星轨轨道道参参数数等等数数据据。根根据据这这些些数数据据，接接收收机机中中的的微微处处理理计计算算机机就就可可按按定定位位解解算算方方法法进进行行定定位位计计算算，计计算算出出用用户户所所在在地地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接接收收机机硬硬件件和和机机内内软软件件以以及及GPS 数数据据的的后后处处理理软软件件包包构构成成完完整整的的GPS 用户设备。用户设备。uGPSGPS接收机的基本类型分导航型和大地型接收机的基本类型分导航型和大地型。u大地型接收机又分单频型和双频大地型接收机又分单频型和双频型。型。5.2 常见定位技术常见定位技术一、一、GPS全球定位系统全球定位系统(1)GPS构成构成图片：导航型图片：导航型GPS机机手持型手持型GPS机机车载型车载型GPS机机5.2 常见定位技术常见定位技术一、一、GPS全球定位系统全球定位系统(1)GPS构成构成图片：大地型图片：大地型GPS接收机接收机单频机单频机双频机双频机5.2 常见定位技术常见定位技术一、一、GPS全球定位系统全球定位系统(2)GPS定位原理定位原理GPS定定位位的的基基本本原原理理是是根根据据高高速速运运动动的的卫卫星星瞬瞬间间位位置置作作为为已已知知的的起起算算数数据据，利利用用GPS接接收收器器测测量量出出的的到到卫卫星星的的距距离离，来来计计算算待待测测点点的的位置。位置。5.2 常见定位技术常见定位技术一、一、GPS全球定位系统全球定位系统(3)GPS种类种类1、导航型接收机航型接收机 此此类型型主主要要用用于于运运动载体体的的导航航，它它可可以以实时给出出载体体的的位位置置和和速速度度。一一般般采采用用C/A码伪距距测量量，单点点实时定定位位精精度度较低低(10m)，有有SA影影响响时为100m。价价格格便便宜宜，应用用广泛。根据广泛。根据应用用领域不同，域不同，还可以可以进一步分一步分为：车载型型用于用于车辆导航定位；航定位；航海型航海型用于船舶用于船舶导航定位；航定位；航空型航空型用于用于飞机机导航定位。要求适航定位。要求适应高速运高速运动星星载型型用于用于卫星的星的导航定位。要求更高。航定位。要求更高。5.2 常见定位技术常见定位技术一、一、GPS全球定位系统全球定位系统(3)GPS种类种类2、测地型接收机地型接收机 测地地型型接接收收机机主主要要用用于于精精密密大大地地测量量和和工工程程测量量。这类仪器器主主要要采采用用载波波相相位位观测值进行行相相对定定位位，定定位位精精度度高高。仪器器结构复构复杂，价格，价格较贵。5.2 常见定位技术常见定位技术一、一、GPS全球定位系统全球定位系统(3)GPS种类种类3、授、授时型接收机型接收机 这类接接收收机机主主要要利利用用GPS卫星星提提供供的的高高精精度度时间标准准进行行授授时，常用于天文台及无，常用于天文台及无线电通通讯中中时间同步。同步。5.2 常见定位技术常见定位技术一、一、GPS全球定位系统全球定位系统(3)GPS种类种类4、车载车载GPS当通当通过过硬件和硬件和软软件做成件做成GPS定位定位终终端用于端用于车辆车辆定位的定位的时时候，候，称称为车载为车载GPS,但光有定位但光有定位还还不行，不行，还还要把要把这这个定位信息个定位信息传传到到报报警中心或者警中心或者车载车载GPS持有人那里，我持有人那里，我们们称称为为第三方。第三方。所以所以GPS定位系定位系统统中中还还包含了包含了GSM网网络络通通讯讯（通通讯讯），），通通过过GSM网网络络用短信的方式把用短信的方式把卫卫星定位信息星定位信息发发送到第三方送到第三方。通。通过过微机解微机解读读短信短信电电文，在文，在电电子地子地图图上上显显示示车辆车辆位置。位置。这样这样就就实现实现了了车载车载GPS定位。定位。5.2 常见定位技术常见定位技术 二、俄罗斯格洛纳斯二、俄罗斯格洛纳斯-GLONASS系统系统格格 洛洛 纳 斯斯(GLONASS)，是是 俄俄 语 全全 球球 卫 星星 导 航航 系系 统 GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM的的缩写。写。该系系统最最早早开开发于于苏联时期期，后后由由俄俄罗斯斯继续该计划划。俄俄罗斯斯 1993年年开开始始独独自自建建立立本本国国的的全全球球卫星星导航航系系统。该系系统于于2007年年开开始始运运营，当当时只只开开放放俄俄罗斯斯境境内内卫星星定定位位及及导航航服服务。到到 年年，其其服服务范范围已已经拓拓展展到到全全球球。该系系统主主要要服服务内内容容包包括括确确定定陆地地、海海上上及及空空中中目目标的的坐坐标及及运运动速度信息等。速度信息等。目前有目前有24颗卫星正常工作、星正常工作、3颗维修中、修中、3颗备用、用、1颗测试中。中。5.2 常见定位技术常见定位技术三、伽利略系统三、伽利略系统伽伽利利略略定定位位系系统（Galileo Positioning System），是是欧欧盟盟一一个个正正在在建建造造中中的的卫星星定定位位系系统，有有“欧欧洲洲版版GPS”之之称称，也也是是继 现有有的的“全全球球定定位位系系统”（GPS）及及俄俄罗斯斯的的GLONASS系系统外外，第第三三个个可可供供民民用用的的定定位位系系统。年年12月月15日日，欧欧洲洲“伽伽利利略略”卫星星定定位位导航航系系统在在比比利利时布布鲁塞塞尔举行了正式启用行了正式启用仪式。式。伽伽利利略略系系统项目目1999年年由由德德法法意意出出资发起起，通通过欧欧空空局局(ESA)和和欧欧洲洲导航航卫星星系系统管管理理局局(GSA)建建造造，第第一一颗试验卫星星GIOVE-A 2005年年12月月28日日发射射，第第一一颗正正式式卫星星 年年8月月21日日发射射，全全部部30颗卫星星计划划在在 年年前前全全部部发射完成，包含射完成，包含24颗工作工作卫星和星和6颗备份份卫星，目前运行星，目前运行18颗。5.2 常见定位技术常见定位技术四、北斗卫星导航系统四、北斗卫星导航系统北北斗斗卫星星导航航系系统 BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System 是中国正在是中国正在实施的自主研施的自主研发、独立运行的全球、独立运行的全球卫星星导航系航系统。北北斗斗卫星星导航航系系统由由空空间段段、地地面面段段和和用用户段段三三部部分分组成成，可可在在全全球球范范围内内全全天天候候、全全天天时为各各类用用户提提供供高高精精度度、高高可可靠靠定定位位、导航航、授授时服服务，并并具具短短报文文通通信信能能力力，已已经初初步步具具备区区域域导航航、定定位位和和授授时能能力力，定位精度定位精度10米，米，测速精度米速精度米/秒，授秒，授时精度精度10纳秒。秒。空空间端包括端包括5颗静止静止轨道道卫星和星和30颗非静止非静止轨道道卫星。星。北北斗斗卫星星导航航系系统的的建建设于于2004年年启启动，年年开开始始对中中国国和和周周边提提供供测试服服务，年年12月月27日日起起正正式式提提供供卫星星导航航服服务，服服务范范围涵涵盖盖亚太太大大部部分分地地区区，计划划在在 年年完完成成对全全球球的的覆覆盖盖，为全全球球用用户提提供供定定位位、导航航、授授时服服务。四大定位系统参数比较四大定位系统参数比较比较类目北斗GPSGLONASSGalileo卫星数目卫星数目5+30242430覆盖范围覆盖范围北斗导航系统是覆盖我国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70一140，北纬5一55。最终形成全球定位系统。GPS是覆盖全球的全天候导航系统。能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观 测 到 11颖)。实现全球定位服务，可提供高精度的三维空间和速度信息，也提供授时服务。“欧洲版GPS”之称，可提供全球可供民用的定位系统。伽利略系统的基本服务有导航、定位、授时；特殊服务有搜索与救援；定位原理定位原理北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据。GPS是被动式伪码单向测距三维导航。由用户设备独立解算自己三维定位数据。定位原理与GPS相似。GLONASS在定位、测速及定时精度上则优于施加选择可用性（SA）之后的GPS。伽利略卫星导航系统是由欧盟主导的全球卫星导航系统。“伽利略”计划是一种中高度圆轨道卫星定位方案。坐标体系坐标体系中 国 2000大 地 坐 标 系（CGS2000）世界大地坐标系84前苏联军事测绘部建立的大地坐标框架90GTRF时间系统时间系统北斗时（BDT）溯源到协调世界时UTC（NTSC），与UTC的时间偏差小于100纳秒。BDT的起算历元时间是2006年1月1日零时零分零秒（UTC）。1980年1月6日0时美国海军天文台华盛顿的协调世界时()SCT(SystemCommonTime)基于莫斯科的协调世界时(),并具有同步跳秒的系统GST(GalileoTime),国际原子时TAI保持一致。用户范围用户范围军民两用，民用为主军民两用，军用为主军民两用，军用为主军民两用，民用为主四大定位系统参数比较四大定位系统参数比较比较类目北斗GPSGLONASSGalileo应用应用随着网络的完善用户在增加。较早，非常充分不充分，在中国几乎没有。刚开始建设，因合作者众多，前景看好。2010年1月7日，欧盟委员会2014年投入运营优势优势它同时具备定位与通讯功能，不需要其他通讯系统支持；覆盖范围大，系统覆盖了中国及周边国家和地区。特别适合于集团用户大范围监控管理和数据采集用户数据传输应用。自主系统，安全、可靠、稳定，保密性强，适合关键部门应用。（1）全球全天候定位GPS卫星的数目较多，且分布均匀，保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星，确保实现全球全天候连续的导航定位服务（除打雷闪电不宜观测外）。（2）定位精度高（3）观测时间短（4）测站间无需通视（5）仪器操作简便（6）可提供全球统一的三维地心坐标（7）应用广泛GLONASS的公开化，打破了美国对卫星导航独家经营的局面，既可为民间用户提供独立的导航服务，又可与GPS结合，提供更好的精 度 几 何 因 子（GDOP）；覆盖面积将是GPS系统的两倍地面定位误差不超过1米，GPS只能找到街道，而伽利略系统则能找到车库门.伽利略系统使用多种频段工作，在民用领域比GPS更经济、更透明、更开放二、俄罗斯格洛纳斯-GLONASS系统地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算卫星星历、相对距离，大气校正等数据。适应性差，受限于具体应用ZigBee室内定位技术通过若干个待定位的盲节点和一个已知位置的参考节点与网关之间形成组网，每个微小的盲节点之间相互协调通信以实现全部定位。这类仪器主要采用载波相位观测值进行相对定位，定位精度高。（1）全球全天候定位蓝牙技术主要应用于小范围定位，设备易于集成在 PDA、PC以及 中。仪器结构复杂，价格较贵。GPS是覆盖全球的全天候导航系统。COO定位（Cell of Origin）是最简单的一种定位方法，它是一种单基站定位。(1)COO(Cell Of Origin)定位技术所以GPS定位系统中还包含了GSM网络通讯（通讯），通过GSM网络用短信的方式把卫星定位信息发送到第三方。GPS的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。（5）仪器操作简便2 定位技术的发展简史ZigBee室内定位技术通过若干个待定位的盲节点和一个已知位置的参考节点与网关之间形成组网，每个微小的盲节点之间相互协调通信以实现全部定位。5.2 常见定位技术常见定位技术蜂窝系统定位技术蜂窝系统定位技术1996年，联邦通信委员会FCC(Federal CommunicationCommission)强制要求移动服务提供商提供用户的位置，以便紧急救援(E-911/欧盟E-112)。蜂窝基站定位主要应用于移动通信中广泛采用的蜂窝网络，目前大部分的GSM、CDMA、3G等通信网络均采用蜂窝网络架构。在通信网络中，通信区域被划分为一个个蜂窝小区，通常每个小区有一个对应的基站。以GSM网络为例，当移动设备要进行通信时，先连接在蜂窝小区的基站，然后通过该基站接GSM网络进行通信。也就是说，在进行移动通信时，移动设备始终是和一个蜂窝基站联系起来，蜂窝基站定位就是利用这些基站来定位移动设备。5.2 常见定位技术常见定位技术蜂窝系统定位技术蜂窝系统定位技术原理原理根根据据基基站站位位置置利利用用三三边边定定位位法法来来确定移动终端位置确定移动终端位置优点优点室内室外均可定位室内室外均可定位低成本、低成本、低功耗、小体积低功耗、小体积缺点缺点定位精度低，依赖于基站分布定位精度低，依赖于基站分布需要固定的基础设施等需要固定的基础设施等 5.2 常见定位技术常见定位技术二、蜂窝系统定位技术二、蜂窝系统定位技术(1)COO(Cell Of Origin)定位技术定位技术 COO定定位位（Cell of Origin）是是最最简简单单的的一一种种定定位位方方法法，它它是是一一种种单单基基站站定定位位。这这类类定定位位系系统统根根据据用用户户在在网网络络内内部部所所处处的的小小区区或或者者基基站站来来标标识识用用户户位位置置。蜂蜂窝窝系系统统中中每每个个基基站站都都有有一一个个全全网网唯唯一一的的标标识识号号(CELL ID)，系系统统可可以以根根据据与与用用户户进进行行通通信信的的基基站站标标识识来来确确认认用用户户所所在在区区域域，并并由由此此提提供供一一个个用用户户位位置置的的粗粗略略估估计计。因因此此，这这类类技技术术也也称称为为CELL ID技技术或者术或者COO(Cell Of Origin)技术。技术。这这种种定定位位方方法法的的精精度度极极低低，其其精精度度直直接接取取决决于于基基站站覆覆盖盖的的范范围围。如如果果基基站站覆覆盖盖范范围围半半径径为为50米米，那么期误差就是那么期误差就是50米。米。5.2 常见定位技术常见定位技术二、蜂窝系统定位技术二、蜂窝系统定位技术(2)TOA/TDOA定位技术定位技术 想想得得到到更更精精确确的的定定位位，就就必必须须使使用用多多个个基基站站同同时时测测得得的的数数据据。多多基基站站定定位位方方法法中中，最最常常用用的的就就是是基基于于距距离离的的TOA定定位位(Time of Arrival，到到达达时时间间)、基基于于距距离离差差的的TDOA定定位位(Time Difference of Arrival,到达时间差到达时间差)。ToA和和TDoA测测量量法法都都至至少少需需要要三三个个基基站站才才能能进进行行定位，两者都是基于电波传播时间的定位方法。定位，两者都是基于电波传播时间的定位方法。5.2 常见定位技术常见定位技术二、蜂窝系统定位技术二、蜂窝系统定位技术(2)TOA/TDOA定位技术定位技术三基站定位方法三基站定位方法 5.2 常见定位技术常见定位技术二、蜂窝系统定位技术二、蜂窝系统定位技术TOA定位法定位法基于信号到达时间定位法，通过精确测量从目标到三个以上基站的信号传输时间得到目标到基站的距离，进而解算出目标的位置5.2 常见定位技术常见定位技术二、蜂窝系统定位技术二、蜂窝系统定位技术TOA定位法定位法电磁波传播速度高；目标与基站距离小，因此TOA定位法的精度与位置测量单元的时钟精度紧密相关。优点点终端设备无需改造定位精度高，数据可优化缺点缺点时钟同步复杂误差易累积放大5.2 常见定位技术常见定位技术二、蜂窝系统定位技术二、蜂窝系统定位技术TDOA定位法定位法基于信号到达时间差定位法，通过精确测量从目标到不同步基站的信号传输时间差，进而解算出目标的位置5.2 常见定位技术常见定位技术二、蜂窝系统定位技术二、蜂窝系统定位技术缺点缺点需要对基站设备进行改造传感器节点须附加声波或超声波收发装置(组合测距方式)TDOA定位法定位法优点点可在语音和控制信道上测量适用于多种通信制式对原有系统改动不大测量精度对距离、多径干扰、功率等因素不敏感延时小在在建建筑筑物物内内或或者者功功耗耗受受限限短短距距离离通通信信环环境境中中实实现现对对目目标标的的精精确定位确定位n原理利用Zigbee、WiFi和Bluetooth等通信技术，根据距离和连通度等信息对目标进行定位n优点定位精度高部署方便n缺点定位范围有限适应性差，受限于具体应用5.2 常见定位技术常见定位技术5.2.3 区域定位技术区域定位技术(无线室内定位无线室内定位)5.2 常见定位技术常见定位技术三、区域定位技术三、区域定位技术(1)红外线室内定位技术红外线室内定位技术红红外外线线室室内内定定位位技技术术定定位位的的原原理理是是，红红外外线线IR标标识识发发射射调调制制的的红红外外射射线线，通通过过安安装装在在室室内的光学传感器接收进行定位。内的光学传感器接收进行定位。虽虽然然红红外外线线具具有有相相对对较较高高的的室室内内定定位位精精度度，但但是是由由于于光光线线不不能能穿穿过过障障碍碍物物，使使得得红红外外射射线仅能视距传播。线仅能视距传播。直直线线视视距距和和传传输输距距离离较较短短这这两两大大主主要要缺缺点点使使其其室室内内定定位位的的效果很差。效果很差。5.2 常见定位技术常见定位技术三、区域定位技术三、区域定位技术(2)超声波定位技术超声波定位技术超超声声波波室室内内定定位位系系统统是是基基于于超超声声波波测测距距系系统统而而开开发发，由由若若干干个个应应答答器器和和主主测测距距器器组组成成：主主测测距距器器放放置置在在被被测测物物体体上上，向向位位置置固固定定的的应应答答器器发发射射同同无无线线电电信信号号，应应答答器器在在收收到到信信号号后后向向主主测测距距器器发发射射超超声声波波信信号号，利利用用反反射射式式测测距距法法和和三三角角定定位位等等算算法法确确定定物体的位置。物体的位置。5.2 常见定位技术常见定位技术三、区域定位技术三、区域定位技术(2)超声波定位技术超声波定位技术超超声声波波定定位位整整体体定定位位精精度度较较高高，结结构构简简单单，但但超超声声波波受受多多径径效效应应和和非非视视距距传传播播影影响响很很大大，同同时时需需要要大量的底层硬件设施大量的底层硬件设施 ，成本太高。，成本太高。超超声声波波定定位位技技术术在在数数码码笔笔上上已已经经被被广广泛泛利利用用，而而海海上上探探矿矿也也用用到到了了此此类类技技术术，室室内内定定位位技技术术还还主主要要用于无人车间的物品定位。用于无人车间的物品定位。5.2 常见定位技术常见定位技术三、区域定位技术三、区域定位技术(3)蓝牙定位技术蓝牙定位技术蓝蓝牙牙技技术术通通过过测测量量信信号号强强度度进进行行定定位位。在在室室内内安安装装适适当当的的蓝蓝牙牙局局域域网网接接入入点点，并并保保证证蓝蓝牙牙局局域域网网接接入入点点始始终终是是这这个个微微微微网网(piconet)的的主主设设备备，就就可可以以获获得得用用户户的的位位置置信息。信息。蓝蓝牙牙技技术术主主要要应应用用于于小小范范围围定定位位，设设备备易易于于集集成成在在 PDA、PC以以及及 中。中。持持有有移移动动终终端端设设备备的的用用户户，只只要要设设备备的的蓝蓝牙牙功功能能开开启启，蓝蓝牙牙室室内内定位系统就能够对其进行位置判断。定位系统就能够对其进行位置判断。5.2 常见定位技术常见定位技术三、区域定位技术三、区域定位技术(4)射频识别定位技术射频识别定位技术射射频频识识别别技技术术利利用用射射频频方方式式进进行行非非接接触触式式双双向向通通信信交交换换数数据以达到识别和定位的目的。据以达到识别和定位的目的。这这种种技技术术作作用用距距离离短短，一一般般最最长长为为几几十十米米。但但它它可可以以在在几几毫毫秒秒内内得得到到厘厘米米级级定定位位精精度度的的信信息息。同同时时由由于于其其非非接接触触和和非非视视距距等等优优点点，可可望望成成为为优优选选的的室内定位技术。室内定位技术。优优点点是是标标识识的的体体积积比比较较小小，造造价价比比较较低低，但但是是作作用用距距离离近近，不不具具有有通通信信能能力力，而而且且不不便便于于整合到其他系统之中。整合到其他系统之中。射射频频识识别别室室内内定定位位已已经经被被仓仓库库、工工厂厂、商商场场广广泛泛使使用用在在货货物物、商商品品流流转定位上。转定位上。5.2 常见定位技术常见定位技术三、区域定位技术三、区域定位技术(5)ZigBee定位技术定位技术 ZigBee室室内内定定位位技技术术通通过过若若干干个个待待定定位位的的盲盲节节点点和和一一个个已已知知位位置置的的参参考考节节点点与与网网关关之之间间形形成成组组网网，每每个微小的盲节点之间相互协调通信以实现全部定位。个微小的盲节点之间相互协调通信以实现全部定位。ZigBee是是一一种种新新兴兴的的短短距距离离、低低速速率率无无线线网网络络技技术术，这这些些传传感感器器只只需需要要很很少少的的能能量量，以以接接力力的的方方式式通通过过无无线线电电波波将将数数据据从从一一个个节节点点传传到到另另一一个个节节点点，作作为为一一个个低低功功耗耗和和低低成成本本的的通通信信系系统统，ZigBee的的工工作作效效率率非非常常高高。但但ZigBee的的信信号号传传输输受受多多径径效效应应和和移移动动的的影影响响都都很很大大，而而且且定定位位精精度度取取决决于于信信道道物物理理品品质质、信信号号源源密密度度、环环境境和和算算法法的的准准确确性性，造造成成定定位位软软件件的的成成本本较高，提高空间还很大。较高，提高空间还很大。5.2 常见定位技术常见定位技术三、区域定位技术三、区域定位技术(6)Wi-Fi定位技术定位技术Wi-Fi定定位位技技术术有有两两种种，一一种种是是通通过过移移动动设设备备和和三三个个无无线线网网络络接接入入点点的的无无线线信信号号强强度度，通通过过差差分分算算法法，来来比比较较精精准准地地对对人人和和车车辆辆的的进进行行三三角角定定位位。另另一一种种是是事事先先记记录录巨巨量量的的确确定定位位置置点点的的信信号号强强度度，通通过过用用新新加加入入的的设设备备的的信信号号强强度度对对比比拥拥有有巨巨量量数数据据的的数数据据库库，来来确确定定位位置置(“指纹指纹”定位定位)。5.2 常见定位技术常见定位技术三、区域定位技术三、区域定位技术(6)Wi-Fi定位技术定位技术 Wi-Fi定定位位可可以以在在广广泛泛的的应应用用领领域域内内实实现现复复杂杂的的大大范范围围定定位位、监监测测和和追追踪踪任任务务，总总精精度度比比较较高高，但但是是用用于于室室内内定定位位的的精精度度只只能能达达到到2米米左左右右，无无法法做做到到精精准准定定位位。由由于于Wi-Fi路路由由器器和和移移动动终终端端的的普普及及，使使得得定定位位系系统统可可以以与与其其他他客客户户共共享享网网络络，硬硬件件成成本本很很低低，而且而且Wi-Fi的定位系统可以降低了射频的定位系统可以降低了射频(RF)干扰可能性。干扰可能性。Wi-Fi定定位位适适用用于于对对人人或或者者车车的的定定位位导导航航，可可以以于于医医疗疗机机构构、主题公园、工厂、商场等各种需要定位导航的场合。主题公园、工厂、商场等各种需要定位导航的场合。5.2 常见定位技术常见定位技术三、区域定位技术三、区域定位技术(7)超宽