[浅谈无线定位技术] 无线定位技术有哪些

摘 要：无线定位作为无线技术的一项重要应用，近年来发展迅猛被广泛应用于导航、虚拟实现和军事目标定位等方面。本文重点对几种常用的无线定位技术进行了深入分析和讨论。关键词：无线定位、GPS、TDOA
1 什么是无线定位技术
无线定位技术是利用WiFi技术的射频识别和传感器等设备，通过测量接收到的无线电波的时间、幅度、相位等参数，根据相关算法判断被测物体的位置，实现定位、监测和追踪特定目标位置，广泛应用于导航、机器人跟踪、虚拟实现和军事目标定位等方面。
2 常用的无线定位技术
无线定位主要包括GPS、移动定位、超声波、UWB、 RFID、WiFi等几种定位方式。其中GPS和移动定位主要应用在室外环境适合广域定位，其余几种主要应用在室内环境，适合短距离定位。下面本文将重点讨论几种常用的无线定位技术。
21 GPS定位技术
GPS包括21颗工作卫星和3颗备用卫星，均匀分布在6个轨道上。地面的接收机会接收GPS卫星发送的信号，从而获取导航和定位信息及观测量，并经过简单数据处理获取到达时间（TOA）信息，再结合卫星广播的星历信息实现实时导航和定位。GPS定位系统在开阔地定位精度高，具有良好的抗干扰和保密性，可应用于室外车辆定位导航。但由于卫星信号容易被建筑物、金属覆盖物、浓密树林阻挡，往往无法精确定位。目前比较实用的是A-GPS即辅助GPS技术。它利用通信网络基站从远程定位服务器获取当前卫星的星图、俯仰角等信息，从而提高 GPS 卫星定位系统的性能和速度。
22Cell-ID定位技术
Cell-ID即小区识别号，在移动网络中每个小区都有一个唯一的利用移动终端所在Cell对应的小区识别号。只要系统能够把该小区基站设置的中心位置和小区的覆盖半径发送给移动终端，就可以粗略确定移动终端的位置。Cell-ID定位实现简单，响应速度快，不需改动网络和移动终端，有良好的覆盖性和可靠性。但是定位精度比较差且依赖于基站覆盖范围的大小，如果在基站分布较少的地区则很难精确定位，通常需与其他定位结合使用。
23智能天线AOA
AOA技术在两个以上的位置点放置4至12组天线阵列，以确定移动台发送信号相对于基站的角度，以此构成基站到移动台的直接连线，两线的交汇处即为待定位移动台的位置。AOA系统结构简单，只需2个基站即可实现定位；但要求天线阵具有高度灵敏度和高空间分辨率。在障碍物较少的开阔地区可以获得较高的定位精度，但在建筑物物密集的环境中，受多径传输效应的影响，定位精度下降。同时随着终端和基站距离的增加，定位精度也会受影响而逐渐降低。为了减小多径干扰的影响，AOA技术必需使用智能方向天线。基于实现复杂和设备成本的原因，AOA技术尚未在城市蜂窝定位系统中广泛应用。
24超声波无线定位
超声波定位系统可由若干个应答器和一个主测距器组成，其定位原理主要是采用基于到达时间差的定位（TDOA）方法，精度高可达cm级。TDOA是通过检测信号到达两个基站的时间差，来确定移动台的位置。若有三个不同的基站可以测到两个TDOA，则需分别建立两个以基站位置为焦点的双曲线方程，求解双曲线的交点即可得知移动台的位置。倒车雷达使用的就是超声波技术，但需要专有设备，且受多径效应和非视距传播影响很大，在室内应用受限。
25 RFID射频识别定位
射频识别RFID的定位技术是通过无线电信号识别标签进行自动身份辨认的技术。RFID可以采用位置感知和基于接收信号强度指示(RSSI)方式来实现定位。在位置感知方式下，可以通过对跟踪对象安装RFID标签，然后部署RFID标签读取器的位置，当跟踪对象进入到感知范围内时，即可检测到跟踪对象的位置。基于RSSI方式是通过接收到的信号强弱测定信号点与接收点的距离，根据相应数据进行定位计算。RFID标签成本低，目前广泛应用在商品物流、人员定位及物联网领域。但需要部署多个读写器构建定位基础设施，标签和部署方式不同以及参考标签数量的多少都会影响定位精度，因此很难大规模部署。
25 WiFi定位技术
WiFi定位技术是基于现有WLAN网络，采用接收信号强度方式进行定位。现在很多办公楼、商场、机场都有无线路由器，这个就是WiFi热点。定位端比如手机只要侦听一下附近都有哪些热点，检测一下每个热点的信号强弱，然后把这些信息发送给远程服务器。服务器根据这些信息，查询每个热点在数据库里记录的坐标，进行运算即可实现定位。显然所收到的热点越多，定位也就越准确。WiFi定位比较方便，成本也低，但是信号易受环境干扰，定位精度和准确度较差，不适于高精度实时跟踪场景。
26 UWB技术
超宽带（UWB，Ultra-Wideband)，是利用发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲信号进行高速无线数据传输的短程通信技术。UWB技术具有带宽极宽、发送功率低、抗干扰能力强、保密性好等优点。基于UWB的定位主要采用TDOA方式来实现，定位精度可以达到厘米级。UWB可用于室内精确定位，例如战场士兵的位置定位、机器人运动跟踪等。
3 结语
不管是室外定位还是室内定位都有其优势也有其局限性，未来定位技术的发展一定是广域定位和短距离定位相结合，既能提高响应速度，又可以覆盖较广的范围，实现无缝的、高精确定位。
参考文献
1谢展鹏、熊思民、徐志强无线定位技术及其发展 现代通信 2004年第3期
2阎啸天、于蓉蓉、武威无线网络定位技术中国移动官网 2011-03-14
3吴雨航、吴才聪、陈秀万 介绍几种室内定位技术中国测绘报 2008-01-29
4孙利辉无线定位技术在无线网管中的应用IP领航2011年02月

物联网(The Internet of Things，简称IOT)的概念是把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。

国际电信联盟2005年一份报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现 *** 作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道，家用电器等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。

具体的说就是在农业、物流、能源、环保、医疗等重要领域都将推进物联网规模化应用。物联网将加速向各领域渗透应用，催生出无人零售、精准医疗、智能制造等大量新模式新业态，生产生活的“痛点”“难点”正在破题，一系列“独角兽”企业有望诞生。

扩展资料：

物联网在农业、工业、服务业、公共事业中均有很好的应用前景：

一、物联网在农业中的应用

1、农业标准化生产监测：是将农业生产中最关键的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤温度、土壤含水率等数据信息实时采集，实时撑握农业生产的各种数据。

2、动物标识溯源：实现各环节一体化全程监控、达到动物养殖、防疫、检疫、和监督的有效结合，对动物疫情和动物产品的安全事件进行快速、准确的溯源和处理。

3、水文监测：包括传统近岸污染监控、地面在线检测、卫星遥感和人工测量为一体，为水质监控提供统一的数据采集、数据传输、数据分析、数据发布平台，为湖泊观测和成灾机理的研究提供实验与验证途径。

二、物联网在工业中的应用

1、电梯安防管理系统：该系统通过安装在电梯外围的传感器采集电梯正常运行、冲顶、蹲底、停电、关人等数据，并经无线传输模块将数据传送到物联网的业务平台。

2、输配电设备监控、远程抄表：基于移动通信网络，实现所有供电点及受电点的电力电量信息、电流电压信息、供电质量信息及现场计量装置状态信息实时采集，以及用电负荷远程控制。

3、企业一卡通：基于RFID—SIM卡，大中小型企事业单位的门禁、考勤及消费管理系统；校园一卡通及学生信息管理系统等。

三、物联网在服务产业中的应用

1、个人保健：人身上可以安装不同的传感器，对人的健康参数进行监控，并且实时传送到相关的医疗保健中心，如果有异常，保健中心通过手机提醒体检。

2、智能家居：以计算机技术和网络技术为基础，包括各类消费电子产品、通信产品、信息家电及智能家居等，完成家电控制和家庭安防功能。

3、智能物流：通过GPRS／3G网络提供的数据传输通路，实现物流车载终端与物流公司调度中心的通信，实现远程车辆调度，实现自动化货仓管理。

4、移动电子商务：实现手机支付、移动票务、自动售货等功能。

5、机场防入侵：铺设传感节，覆盖地面、栅栏和低空探测，防止人员的翻越、偷渡、恐 袭击等攻击性入侵。

四、物联网在公共事业中的应用

1、智能交通：通过cPs定位系统，监控系统，可以查看车辆运行状态，关注车辆预计到达时间及车辆的拥挤状态。

2、平安城市：利用监控探头，实现图像敏感性智能分析并与110、l19、l12等交互，从而构建和谐安全的城市生活环境。

3、 城市管理：运用地理编码技术，实现城市部件的分类、分项管理，可实现对城市管理问题的精确定位。

4、环保监测：将传统传感器所采集的各种环境监测信息，通过无线传输设备传输到监控中心，进行实时监控和快速反应。

5、医疗卫生：远程医疗、药品查询、卫生监督、急救及探视视频监控。

参考资料来源：百度百科——物联网

参考资料来源：人民网——我国在物联网前沿领域实现领跑

目前，OneLink对外开放的能力包括：物联卡管理能力、位置定位能力、终端控制能力、大数据服务能力、业务办理能力、风险控制能力。
其中，位置定位是基于基站技术，一般应用于无线通信网终端用户，它是通过移动运营商的网络（如GSM、LTE）获取移动终端用户的位置信息的服务
相对于GPS，基于CID(基站)的定位技术精度略低，但是其优点也比较明显：
1)全天候的适应性，不受环境限制；
2)不需要用户终端支持GPS定位，成本低、功耗低；
3)不需要安装APP客户，即使用户在室内、隧道或者其他任何复杂环境，均可实现快速定位服务。

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