室内定位势起，知名厂商方案面面观

　　对于GPS，相信大家都很了解。作为一种导航技术，GPS为全球的人类解决了“行路难”的问题。但这种导航方式有两个缺点：一就是不能在室内定位；二是导航精度不够高。但由于室内定位技术有着极大的应用场景，例如在大型商场里面借助室内定位快速找到出口、电梯，家长用来跟踪小孩的位置避免小孩在超市中走丢，房屋根据你的位置打开或关闭电灯，商店根据用户的具体位置向用户推送更多关于商品的介绍等等。所以继GPS等导航以后，室内导航成为各大厂商关注的重点。

　　而在过去的十多年，科技巨头和研究机构也的确在室内定位技术方面开展了大量的研究，例如比较成熟的包括蓝牙、WiFi、RFID、Zigbee、超宽带、地磁等技术。但是，复杂室内环境下的多径效应、同频干扰、人体遮挡始终是研究者面临的最大难题。但近年来随着谷歌、苹果和诺基亚等公司的推动，室内导航获得了跨越式的发展。下面让我们对市面上流行的方案做一个盘点。

　　苹果借助iBeacon打造的室内定位

　　iBeacons 是基于 Bluetooth LE 技术，全称为 Bluetooth Low Energy，又可简称为 BLE。低功耗蓝牙由诺基亚在2001年开始研发，其目的是为了发展一套相容于标准蓝牙，并且在功耗与制造价格上能进一步优化的标准。2004年Nokia发布了低功耗蓝牙标准，2006年以Wibree技术的品牌名称首度问世，2007年与蓝牙技术联盟达成协议，纳入标准蓝牙并正式定名为低功耗蓝牙。它的工作范围最远可至150英尺（约45米）。

　　目前基于iBeacons的室内无线定位方法有：接收信号强度定位法、到达时间定位法、接收信号角度定位法、参考点定位法。

　　接收信号强度定位法

　　接收信号强度定位法是通过信号强度和已知信号衰弱模型来估计接收点与待测点的距离，根据多个接收点距待测点的距离值画出圆，多个圆的重叠部分就是待测物体。在移动装置中，接收信号强度常用接收信号强度指标RSSI来表示，在理想环境中这种方式可以获得较为精确的定位。然而RSSI受信号反射、散射、绕射等多重路径衰减与遮挡影响非常严重，实际上存在较大误差。

　　到达时间定位法

　　到达时间定位法和接收信号强度定位法类似，只不过计算接收点和测量点之间的距离是采用无线信号传播时间乘以无线信号传输速度。由于无线信号传播速度是30W km/S。这就要求待测点和多个接收点之间要有非常精确的时间同步。然而高精度时间获取成本非常昂贵，即使微秒级的时间误差也会造成数百米的距离误差。因此在短距离定位上误差较大。

　　接收信号角度定位法

　　接收信号角度定位法的工作原理是利用定向天线量测出信号来源方向，多个接收点同时按照接收角度画出直线，直线的交点就是目标位置。信号角度定位法的优点是不需要每一个接收天线都做时间同步，误差来源主要是角度解析的误差。在距离越远的时候角度解析的误差影响越大，同时由于信号反射和折射可能造成最终计算出来的被测点是发射点而不是被测物体本身。另外由于定向天线的制作对测量角度的计算影响较大在实际应用中会比较麻烦。

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