目前市场上定位技术对比
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物联网常见的6大定位方式物联网实现物物相连,意味着将有数以百亿计的设备将要接入网络,并且种类繁多,其中基于位置服务的物联网应用市场空前。
定位技术,无论是传统的GPS定位技术还是借助于无线网络的定位技术或者短距离无线定位技术,都有其技术优势,本篇云里物里就来为大家介绍物联网大环境下常见的几种定位方式。
GPS定位,目前市场中GPS定位是最常见的,它信号好、定位精度高、使用范围广,几乎所有需要定位的设备都会优先使用GPS定位。
缺点是,不能信号透过金属和钢筋水泥混合物,因而不能在室内如地下停车场、高桥下、密集的楼房下使用。
而且GPS在首次启动定位时,搜星速度慢,大约需要2~3分钟,不过现在这个缺陷也得到很好的解决了,很多GPS定位的设备都有AGPS或EPO辅助定位功能,帮助在搜星时快速定位位置,一般只需要几秒就搞定了。
北斗定位,众所周知,北斗是我国全力发展的可以跟GPS定位抗衡的卫星定位方式,定位原理跟GPS是一样的,都是根据天上的卫星来确定当前的位置的。
虽然原理都一样吧,但是目前在定位精度、使用范围上还是有一定的差距,现在还是主要用于军事上,民用范围正在大力推广,民用范围定位精度几米到几十米都有,北斗模块的定位芯片价格相较GPS模块要高。
现在的北斗三号导航系统可以在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具有独特的短报文通信功能。
相较于北斗二号卫星系统,除了覆盖区域由区域覆盖扩大到全球覆盖外,在性能上、系统可靠性上,都有很大的提高。
基站定位,基站定位也是很常见的定位方式了,它是基于三大通信运营商建立的基站来定位的,那么它的优缺点就很明显了,附近的基站点多,那么定位就准,如果站点少甚至没有,那就定位误差大,或者是无法定位。
一般说来,不管基站点多少,基站的定位误差在几十米左右,误差大的有几百米。
WiFi定位,WiFi定位其实是室内定位方式的一种,但随着WiFi在室外的大范围覆盖,它也渐渐在室外定位技术上得到很好的应用。
北斗导航与GPS定位技术在航海定位中的对比分析摘要:本文根据北斗导航系统和GPS定位技术,对北斗导航系统以及GPS 定位技术的基本原理进行了简单的概述。
然后结合实验比较,分析对比了北斗导航和GPS定位技术在航海定位中的精准度。
关键词:北斗导航;GPS定位技术;航海定位;对比分析众所周知,导航技术的运用价值就是精准定位、引导人们前进线路。
GPS 定位技术是西方国家研制的在全球首个投入使用的卫星导航系统,GPS定位技术比较成熟,系统功能非常稳定。
中国自行研制的北斗导航系统是可以全天候提供卫星导航数据信息的导航系统,北斗导航的诞生突破了GPS定位技术市场垄断,可以有效推进中国导航事业可持续发展。
下面就针对北斗导航和GPS定位技术在航海定位中的对比展开了分析论述,希望以此推动中国航海技术稳定发展。
一、北斗导航系统概述通常来说,北斗导航系统可以主动进行位置定位,同时还具备全双工传递数据的功能,这也是北斗导航系统的特征及亮点。
因为北斗信号可以到达的地区有一定限制,所以,其服务范围同样有限。
北斗导航的结构是由处在和地球保持相对静止的两个卫星,即一个卫星的位置为800e,还有一个卫星的位置为1400e,北斗信号可以到达的地区仅仅是我国与四周的一些地区。
定位精准度大致在20米附近,采用双向传递的QPSK调制解调机制,可以承载的用户数目是每小时530000个。
倘若控制中心通过卫星1和用户进行数据传递的往返时间是t1,控制中心通过卫星2和用户进行数据传递延时是根据控制中心系统检测出来的。
中心控制系统和卫星1、2间隔的距离就是S1*与S2*,此时,经过控制中心传递数据往返延时就是t1与t2,如此就能够计算出S1与(S1+S2),最终将两者间距相结合起来就能推算出S2的值。
根据综上分析,用户所在位置是两个球面交汇的位置,也就是球心是卫星1/球半径是S1与球心是卫星2/求半径是S2。
除此以外,用户所在位置还在椭球面上,且这一椭球面平行于地球表面,所以此时会出现两个地理坐标,中国用户的地理位置就是北半球坐标。
车辆高精度定位方案随着汽车产业的不断创新和发展,车辆对于高精度定位和导航系统的需求也越来越高。
高精度定位方案可以为车辆提供更加准确和可靠的定位信息,提高车辆的安全性和驾驶体验。
本文将介绍目前主流的车辆高精度定位方案和市场现状。
1. GPS导航系统GPS(全球定位系统)是世界上最早也是最著名的卫星定位系统,在车辆导航系统中被广泛应用。
GPS可以通过卫星信号来确定车辆的位置,可以提供米级的定位精度。
但是,在城市高楼大厦密集的环境下,GPS的信号会受到干扰,导致信号不稳定或无法接收,影响其定位精度。
2. 基站辅助定位(A-GPS)基站辅助定位(A-GPS)是一种基于移动通信网络的车辆定位方案。
这种方案利用移动通信网络和卫星定位系统来迅速定位车辆,通过基站数据来提供初始位置,让GPS芯片更快地锁定卫星信号,提高定位成功率。
A-GPS能够提供更高的定位精度,但也面临着移动通信网络不稳定的问题,同时它还需要对定位芯片进行硬件和软件升级,增加了成本和技术难度。
3. 车载激光雷达定位系统近年来,激光雷达定位技术得到了广泛的关注和研究。
车载激光雷达定位系统可以通过发射激光束探测车辆周围环境,利用反射返回的激光信号来测量物体距离和形状,进而获取车辆位置信息。
激光雷达定位系统可以提供亚厘米级的定位精度,能够满足高精度地图绘制、自动驾驶和智能交通等领域的需求。
但是,激光雷达定位系统的成本较高,且系统的容错机制需要不断改进。
4. 车联网定位系统车联网定位系统是一种基于车载通信设备和互联网技术的车辆定位和导航系统。
这种方案可以通过无线通信技术实现车辆位置和行驶状态的实时监控,同时利用云计算技术来处理大量的定位数据,提供更加精准和实时的导航和交通信息。
车联网定位系统可以满足车辆定位、导航、路径规划、交通流量监测等多种应用场景,可以大大提高车辆的安全性和效率。
但是,车联网定位系统需要依靠稳定和高速的通信网络,如果信号受到干扰或者网络崩溃,这种方案的可靠性就会受到影响。
几种常用的室内室外定位技术探讨每一个人,每一件物品,在这个地球上都有一个空间位置信息,这就是定位。
它非常重要,我们靠它来找到这个人或这件物。
自从有人类文明开始,地图就被发明出来,用于标示位置信息。
但是,因为技术手段的落后,人们只能通过参照物来“佛系”定位。
后来,有了罗盘、指南针,人类的定位能力不断进步,定位的精度也不断提升。
进入现代之后,随着社会的进步和科技的发展,定位技术更是突飞猛进。
我们几乎可以丈量和定位世界的每一个角落。
用于定位的设备和技术,也逐步从航海航空、测绘救灾、军事国防等“高大上”的领域,渗透到普通老百姓的生活,成为不可或缺的组成部分。
例如车辆导航、物流跟踪、交通管理等。
车辆定位导航那么,大家平时使用定位服务的时候,有没有想过这些问题:定位是如何实现的?工作原理是什么?大家都知道卫星定位,那么,是不是只有卫星这一种定位方式?如果我们在室内,没有卫星信号覆盖,是不是就彻底不能定位了?…...今天这篇文章,博实结就将揭晓这些问题的答案。
室外定位定位,我们通常按使用场景,分为室内定位和室外定位。
我们先来说说用得最多的室外定位。
1、卫星定位目前最主流的室外定位方式,刚才我们已经提到了,就是卫星定位。
卫星定位,是利用人造地球卫星进行点位测量的技术,也是目前使用最为广泛、最受用户欢迎的定位技术。
它的特点非常突出,就是精度高、速度快、使用成本低。
但是,目前世界上只有少数国家,具备建设和维护卫星定位系统的能力。
大家所熟知的,包括:美国的GPS,中国的北斗(BDS)、欧洲的伽利略(Galileo)、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)。
此外,还有日本的准天顶系统(QZSS)和印度的IRNSS。
我们就拿使用最为广泛的美国GPS系统来说吧。
GPS,英文全名是Global Positioning System,全球定位系统。
它起始于1958年美国军方的一个项目,1964年投入使用,1994年彻底布设完成。
GPS系统的主要建设目的,是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。
WiFi、蓝牙、RFID、红外、ZigBee、UWB哪种室内定位技术更好?我们常用的定位技术当属GPS卫星定位,无论是汽车还是手机导航,都会用到GPS,但一旦到了室内,由于建筑物的遮挡,GPS便无法做到精确的定位。
目前,随着5G技术的发展,新的编码方式、波束赋形、大规模天线阵列、毫米波频谱等为高精度距离测量提供技术支持。
因此,室内定位的研究成为无线传感器网络服务的一个重要分支。
常用的室内定位技术包括:WiFi、蓝牙、RFID、红外、ZigBee、UWB等等,本文就将这几种定位方式进行对比,看看哪种室内定位技术更好。
WiFi定位技术WiFi定位技术是采用经验测试和信号传播模型相结合的方式,对已接入的移动设备进行位置定位,最高精确度大约在1米至20米之间。
如果定位测算仅基于当前连接的WiFi接入点,而不是参照周边Wi-Fi的信号强度合成图,则WiFi定位就很容易存在误差(例如:定位楼层错误)。
另外,WiFi接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域,而且很容易受到其他信号的干扰,从而影响其精度,定位器的能耗也较高。
蓝牙定位技术蓝牙定位技术是目前市场上应用部署比较多的,相对来说也是一种比较成熟的定位技术。
蓝牙和WiFi之间的差别不是太大,但是准确性会比WiFi(3-5m)高一点。
蓝牙定位采用基于蓝牙的三角测距技术,除了使用手机的蓝牙模块外,还需要部署蓝牙信标,可以实现亚米级的最高定位精度,但是是需要布置太多的信标。
蓝牙定位技术的最大优点是体积小,距离短,功耗低,可以集成到手机等移动设备中,只需打开设备的蓝牙功能,就可进行定位。
蓝牙传输不受视线影响,但是对于复杂的工业环境,蓝牙系统的稳定性稍差,抗遮挡能力有待提高,并且容易受到噪声信号的干扰。
RFID定位技术RFID定位的基本原理是通过一组固定的读取器读取目标RFID标签的特征信息(例如身份ID,接收信号强度等),它也可以使用最近邻法,多边定位法,接收信号强度等确定标签位置的方法。
自从2001年6月,市场推出PET/CT以来,PET/CT有了突飞猛进的发展,美国NBC新闻报道说PET/CT的诞生使人类向对抗疾病迈出革命性的一步。
瑞典Zurich大学的研究结果表明,PET/CT较PET的诊断准确率提高20%。
Lason教授(全球最早使用PET/CT)认为PET/CT对头颈部肿瘤诊断、肺癌分期和诊断、肠癌、前列腺癌和其他盆腔肿瘤淋巴结转移的诊断有很大帮助。
PET/CT逐渐成为癌症早期诊断的重要手段。
一 PET/CT的主要技术参数PET/CT的主要设计参数分CT和PET两部分。
主要的技术参数有:(一)CT部分:(1)探测器排数、旋转速度、采集时间这些参数主要决定空间定位的速度,如果医院对心脏疾病的检查较多,对这些参数就要提出较高的要求。
一般需要16排以上的CT,旋转速度0.4s,采集100cm需要1.5s左右。
速度越快有利于消除扫描过程中由于病人呼吸等运动造成的伪影。
(2)球管热容量、管电流这些参数主要决定CT的扫描功率以及检查部位,参数越大适应范围越大,对于一些深度较大的部位诊断有一定的优势,而且图像质量相对较好。
(3)层厚、横向扫描野、孔径这些参数也是CT的重要参数,层厚越小成像越细,一般为0.6~10mm。
横向扫描野一般为45~50cm,孔径为70cm。
(二)PET部分:(1)晶体材料与尺寸晶体部分是PET的核心,PET主要依靠晶体接收正电子,正如摄像机的镜头一样,PET晶体就是PET的“眼睛”。
晶体材料有三种,即BGO、LSO和GSO。
它们对于采集511MeVγ光子的信息各具优势。
BGO具有较大的原子序数和密度,使得它对γ光子具有很好的拦截能力,有效增加其灵敏度。
它的主要缺点是余辉时间较长,不利于3D采集。
但其成本相对较低,因此在以2D为主的PET设备上广泛的应用。
LSO只有约40ns的余辉时间、高光输出量和仅比BGO低15倍的灵敏度,使得它成为非常适合3D采集的快速晶体。
一、无线定位原理无线定位,是通过获取采集移动设备到周围各个AP(Access Point)的信号强度RSSI,利用RSSI估算距离进行定位的。
其实现方式分为主动采集和被动采集:主动采集,是依赖于AP主动采集移动设备的信号强度,在实际使用中,由于AP部署稀疏,且相邻的AP处于不同的无线信道,主动采集到的数据量不足,定位的效果普遍不佳。
被动采集,是在移动设备上安装APP应用的方式,由APP在后台主动向AP发送消息,增加被采集到的数据量,能提升定位的效果。
但因需要结合APP使用,市场接受程度受到限制。
二、蓝牙定位原理蓝牙定位也称beacon定位,同样是基于RSSI的。
其实现是通过蓝牙信标主动地广播宣告自己的位置来感知所处的位置。
但是传送距离短小,决定了蓝牙设备的部署密度非常大。
并且由于电源无法长久使用,当设备电量用完后,更换设备的维护成本也是一笔不菲的开销。
三、无线定位和蓝牙定位对比定位类型定位原理优势劣势定位精度蓝牙定位采用基于蓝牙的RSSI定位技术,除了使用集成在移动终端上的蓝牙模块外,还需要部署蓝牙基站。
1.低功耗2.定位精度高1.除了使用集成在移动终端上的蓝牙模块,还需要蓝牙基站,但是蓝牙基站不普及,且蓝牙器材和设备价格比较昂贵,目前尚未大规模推广;2.iBeacon一般通过电池供电,有些可用3-5年,不过这也意味着每3-5年就需要更换电池。
维2米-3米三、基于RSSI 定位原理的定位算法就定位的算法而言,目前基于RSSI 定位主要有二个算法:三角定位算法,指纹识别算法。
1、三角定位算法:如果我们已经知道了这些AP 的位置,我们可以利用信号RSSI 衰减模型估算出移动设备距离各个AP 的距离,然后根据智能机到周围AP 距离画圆。
在实际使用中,只要知道被搜寻设备与周围三个点的距离,就可以依此画出三个圆圈,而三个圆圈的交会位置,便是设备的位置。
定位的过程可分成两个阶段:测距与定位。
①测距阶段:待测点首先接收来自三个不同已知位置WIFI 接入点的RSS,然后依照无线信号的传输损耗模型将其转换成待测目标到相应WIFI 接入点的距离。
Wifi定位和蓝牙定位的优劣势详细对比WIFI需要部署AP,蓝牙要部署蓝牙基站或者iBeacon。
定位的距离都是相对比较近的,但是精度完全不同。
从定位原理上可以分成RSSI测距、TOF测距、TDOA测距这三种。
三种方式对应不同的精度。
WIFI定位WIFI定位原理WIFI定位采用RSSI定位原理,因此精度相对比较低,WIFI网络的建设本来就不是为了专用与定位业务,是因为WIFI网络建设需要达到WIFI的传输速率要求WIFI基站或者AP部署的密度非常高,因此这么高的密度就造成了WIFI的定位成为了可能。
在室内的情况下,手机往往能收到很多的WIFI的SSID信息。
而手机和WIFI基站在通信的时候,手机不需要连接上Wi-Fi AP的,所有的Wi-Fi终端在连接AP之间,都有发出一种probe_request的帧,遍历空间所有信道,等待AP返回Probe Response帧。
这个交互过程中,终端会在消息中广播自身的MAC地址,AP或者WIFI基站能够接受到带了手机MAD地址和信号强弱的消息包。
因为各AP的信号强度值是一清二楚的,从而可以采用RSSI等方式来定位。
也就是说只要你手机终端开启了Wi-Fi,在后台它是会与空间内的AP发生一次或反复的帧听与响应,这些可以帧听,就暴露了你在空间的大致位置了。
因为手机终端搜索的时候就相当于把手机的定位信息上传了,所以WIFI基站或者AP就是根据手机的指纹信息来进行定位的。
进行定位计算的是基站或者后面的定位服务器上的定位引擎,最后获取相对的位置坐标。
最简单的方式就是直接把WIFI基站的位置信息就当做手机终端的位置信息。
如果同时有好几个基站能收集到收集的指纹信息,可以进行一些根据RSSI 场强的加权算法来计算相对位置,但是由于无线信号的传播模型在空间上场强是不断波动变化的,因为WIFI定位精度主要取决于WIFI基站或者AP的密度,定位算法上能够优化的余地非常的小。
定位精度偏低,没有方位性。
多种手机定位技术比较目前,定位技术可以分为三种类型:1、网络独立定位,如COO,TOA等;2、手机独立定位,如GPS;3、联合定位,即利用手机定位功能与网络独立定位功能的结合,如A-GPS。
结合司法项目的应用需求,这里主要针对移动和电信提供的位置服务进行简单的比较和分析。
一、网络独立定位法对于这种定位方法,不管是移动、电信都支持,所不同的就是采用的算法、定位方式稍有差异。
(1)移动主要采用COO(即蜂窝小区)方式,它是GSM网获取位置信息来实现位置服务的主要定位技术。
基于Cell-ID的定位技术,根据小区基站的覆盖范围(半径),来确认手机的大致位置,所以,定位该方式的定位精度与小区基站的分布密度密切相关。
在基站密度较高的地方,这种定位方式精度可以达到100-150米左右,在基站密度较低(如农村、山区),精度只能达到一两公里。
该方式的优势,定位时间短、对现有网络或手机一般不需要特殊要求就能够实现定位,缺点是定位精度取决于小区半径。
(2)电信由于CDMA系统不需要密集的基站,所以采用Cell-ID方式,定位误差会比较大(500米左右),因而,CDMA采用另一种网络独立定位法——TOA(通过信号达到时间测量),CDMA时间精度高,采用该方式,定位精度能达到50—100米左右。
总体而言,网络独立定位法目前支持的运营商包括移动、联通(G 网)、电信CDMA。
其中,在网络上所查找的关于“中国移动手机定位业务技术规范”中,明确指出,移动提供目前提供的定位方式主要就是基于Cell-ID技术。
二、GPS定位法手机装配有GPS模块,通过GPS卫星定位自己的位置,或通过短信或GPRS方式,将定位信号回传到服务器。
一般应用在车辆导航、车辆监控上较多。
优点是速度快、定位精准,缺点是室内无法定位,成本较高。
三、联合定位法联合定位法比较有代表性的就是A-GPS,A-GPS(AssistedGPS)是一种结合网络基站信息和GPS信息对移动台进行定位的技术,理论上可以在GSM/GPRS、WCDMA和CDMA2000网络中使用。