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室内外定位技术研究综述



摘要:定位技术是位置信息服务中的一个重要组成部分,被广泛应用于社会的各个领域。文章从室内外的角度出发,对主流的定位技术及其定位原理进行了概括介绍,最后分析了现阶段室内外定位存在的问题和以后的发展方向。
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关键词:位置信息服务;定位原理;室内外定位
引言
随着社会的进步和科技的发展,定位技术已经渗透到了人们生活的方方面面,成为人们不可或缺的应用。它不仅可以用于人员搜寻、位置查找、交通管理、车辆导航与路线规划等生活应用,还在军事领域以及预防自然灾害方面也发挥着重要作用。通过对敌方指挥作战中心的精确定位,可以实施精准打击和搜索救援。在一些自然灾害频繁发生的无人值守区域,如地震和泥石流滑坡地区,通过无线传感器网络与定位技术的结合,相关部门能够对该范围进行实时监控,从而防范于未然,减少灾害发生所造成的财产损失。定位技术的巨大应用价值使得各国都对其展开了相关研究,很多成熟技术已经投入日常使用。总体来说,定位可以划分为室内定位和室外定位两个方面,它们采用不同的定位技术,应用于不同的定位场景。
1 室外定位
室外定位具有定位场景多样、范围广和距离远的特点。由于受到各种环境因素的影响,同样的定位技术在不同地带的定位精度会有明显差别。目前应用于室外定位的主流技术主要有***和基站定位两种。
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全球定位系统GPS是现阶段技术最为成熟、使用最为广泛的***技术,它由美国自主研发,全球覆盖率高达98%,具有很高的定位精度。出于战略意识形态和国家安全的角度,同时为了打破技术垄断,我国自主研制了北斗卫星导航系统,如今已覆盖大部分亚洲地区,定位精度可与GPS媲美。卫星导航系统通常分为空间段、地面段和用户段三部分。它的定位原理是用户端发出定位请求,空中卫星接收后将定位相关信息传至地面控制中心,由中心计算出定位结果再通过卫星将其反馈给用户端[1]。现在市面上的***设备通常都是通过接收多种卫星信号,进行综合计算从而实现精确定位。
基站定位
***虽然精度高、覆盖广,但其成本昂贵、功耗大,并不适合于所有用户。基站定位是由手机运营商提供的服务。它无需借助卫星系统,不用专业定位设备,通过测量终端与多个基站的距离,计算出用户的最终位置,具有功耗低、成本便宜的优点。但是,由于信号沿直线传播,容易被建筑物遮挡形成信号折射,从而导致测量距离出现较大误差,定位结果不准确。基站定位的精确度在几十米到几百米之间,是一种粗定位方式。
2 室内定位
室内环境复杂多样,具有较多的建筑障碍物,定位时更容易受到信号折射与信号衰减问题的影响,传统的***技术不能应用于室内场景。但是,由于人们大多时候都在室内,所以相比于室外定位,室内定位[2]具有更广泛的应用需求和发展前景。目前常见的室内无线定位技术[3]主要有红外线、蓝牙、超声波、超宽带、RFID和ZigBee等。
红外线定位
红外线定位的原理是在室内安装红外线接收器,通过接收待定位物体所发射的红外信号进行距离定位,具有较高定位精度。英?