室内定位技术研究..docx

西北工业大学先进测试控制技术导论大作业室内定位系统的研究姓名:XXX班级:XXXXXXXX学号:XXXXXXXXXX摘要目前,人们对室内定位与导航的需求越来越大,如在展厅、图书馆、仓库、超市等室内环境中,用户希望持有可移动设备能够自由定位并导航,虽然室外定位技术发展越来越完善,但是室内定位仍在起步阶段。本文研究了室内定位系统的背景和国内外发展状况,阐述了室内定位系统的相关概念和原理,列述了室内定位所用到的一些定位算法、定位结构和模型。同时,在几种定位算法的基础上罗列了几种室内定位技术,包括:超声波技术、红外技术、频射技术、WIFI与蓝牙技术、ZigBee与超宽带技术等等。并通过比较分析了解了每种技术的相应优缺点。关键词:室内定位、定位算法、定位技术目录摘要 II第一章绪论 VI第二章室内定位系统基本概念与原理 VIII第三章室内定位系统 XIII第四章结束语 XIV参考文献 ***导航系统的产生及发展,让人们拥有了在广阔的室外空间中以前所未有的可靠性、精度获取事物地理位置属性的技术方法,已经基本上解决了在室外空间中进行准确定位的问题,并且已经在军事、资源、交通、农牧渔业、环境、测绘等领域以及人们日常的生活中得到了非常广泛的应用。然而,虽然定位技术性能、精度都很高,但是其信号遇到障碍物衰减,无法穿透建筑物进行室内定位导航的局限性也日渐凸显,它在室内工作效果并不理想。社会经济的飞速发展及人们生活水平的提高,使得我们对室内的定位导航需求越来越大,比如在博物馆、超市、机场等场所消费者需要快速了解自身所处位置,并到达目的地在矿井、火灾现场,为警察等工作人员提供精确的导航与定位。为了解决室内这一特殊环境定位的问题,必须研究专门的定位方法。与已经非常成熟的室外***导航系统相比,室内定位技术还处于刚起步阶段,但是却具有很大的应用空间。室内定位的应用领域主要包括导航和工程测量、位置服务和监控以及智能空间。伴随着人类对室内定位需求的增大,科学技术也在高速发展,总结、分析、研究当前的室内定位技术有利于室内定位技术广泛应用于人们的生产和生活之中。,室内不止是通常所说的一般建筑物内部,它还包括地下矿井、密集的高层建筑区、树林等。室内环境相比户外要复杂的多,根据不同的环境、应用和需求,用于室内定位的技术主要有:激光、红外、蓝牙、射频、无线电、超声波、计算机视觉、磁场等。其中,有些技术经过开发利用,形成了比较系统的定位服务解决方案或成形的商业产品,但仍有许多技术尚在研究试验中。如使用磁场压力感应的智能地板的研制试验,这种方法需依赖特定的设备,成本昂贵实用性低。进行室内定位的主要测距方法有到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、到达角度(AOA),RSS技术[等。这些方法都能在定位系统中计算有效的距离,其中到达时间、到达时间差、到达角度技术都能提高定位精度,但是由于室内环境复杂可能会影响其定位精度。美国高通公司(M)及其子公司SnapTrack在GPS定位技术的基础上,提出了A-GPS解决方案。结合CDMA网实现了移动终在室内外端准确的定位。由于A-GPS是基于CDMA网络,需要使用手机作为载体,所以可能需要用户使用特制的手机设备。一般用户很难接受为了不频繁使用的位技术更换手机,并且这种特制的手机相对一般手机耗电量会增加,所以A-GP技术目前没有得到广泛推广。近几年来一种基于WIFI的室内定位技术进入到大家的视野中,各大媒体争先报道,有的甚至称WIFI将是室内定位的最佳选择。目前WIFI技术在现代生活中己经被广泛使用,无论是在政府公共场所还是咖啡厅等休闲场所都有非常广泛的WIFI热点部署,进行连接。而且在移动终端方面,移动终端可以直接由智能手机替代,只需要开发一个APP就可以。由于智能手机的大量普及,这方面的成本也几乎可以忽略不计。WIFI进行室内定位的主要思想是充分利用现有的无线网络建立能提供目标室内定位的服务。虽然主流的室内定位技术还有ZigBee,RFID、红外线、蓝牙,磁场甚至灯光都可以定位,不过这些新兴室内定位技术还是有各自的限制,其主要原因是必须个别部署它们专属的定位网络系统,这样会耗费非常大的建设成本。目前,室内定位技术还处于起步阶段,首先需要解决的是系统开发问题。虽然国外一些公司和研究机构已在这一领域开展数年的研究,设计出许多系统,如RA