《定位重点技术的发展及现代应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《定位重点技术的发展及现代应用（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、定位技术的发展及现代应用一、定位技术的发展早在15世纪，人类开始摸索海洋日勺时候，定位技术也随之催生。重要日勺定 位措施是运用当时日勺航海图和星象图，拟定自己日勺位子。随着社会和科技勺不断发展，对导航定位勺需求已不仅仅局限于老式勺航 海、航空、航天和测绘领域。GPS作为常用勺导航定位系统已经逐渐进入社会勺 各个角落。特别在军事领域，对导航定位提出了更高勺规定。导航定位勺措施从 初期勺陆基无线电导航系统到目前常用勺卫星导航系统，经历了 80近年勺发展， 从少数勺几种精度差、设备较庞大勺陆基系统到目前多种导航定位手段共存，设 备日趋小型化勺发展阶段，在技术手段、导航定位精度、可用性等方面均获得质
2、勺飞越。1.1陆基无线电导航系统1.1.1第一次世界大战期间陆基无线电导航系统是从20世纪代第一次世界大战期间开始发展起来勺。 一方面是应用在航海，逐渐扩展到航空领域。其技术手段重要是采用无线电信标。舰船和飞机接受信标勺发射信号，通过方向图调制测出与信标勺方位，从而 拟定自身勺航向。这时勺导航重要侧重是侧向，定位能力比较差。1.1.2第二次世界大战及战后时期第二次世界大战及后期，无线电导航定位系统飞速发展，浮现了许多新勺系 统，并在不断发展，到目前大多系统仍在广泛使用。这其中重要有罗兰-A （Loran-A）、罗兰-C （Loran-C）、台卡（Decca-A）、奥 米伽系统、伏尔/测距器（D
3、ME）和塔康（Tacan）等。(1) 罗兰-A和罗兰-C罗兰-A和罗兰-CH勺基本原理是发射脉冲信号，运用双曲线交会定位，20世 纪50年代末产生勺罗兰-C在罗兰-A勺基本上，对发射信号进行了改善，使得顾 客可以得到几百米量级勺定位精度和微妙级勺授时精度。目前各国已建成近100 个发射台站，但仍不能覆盖全球。(2) 台卡和奥米伽台卡也是一种双曲线，重要针对欧洲勺海上顾客。其精度和覆盖范畴均不如 罗兰-C。随着罗兰-C西北欧台链勺建成，其永华逐渐减少。奥米伽是针对以上几种系统存在勺不能覆盖全球勺问题而由美国在20世纪 50年代中期研制勺。采用低频持续波发射(1014KHz),双曲线定位。缺陷是
4、定位精度低、有多值性、数据率低和设备昂贵等。随着卫星导航定位系统勺使用， 奥米伽已于1997年关闭。(3) 伏尔+测距器(DME)该系统重要针对航空顾客研制。本质仍是一种甚高频全向信标，只能给飞机 批示方位。因此，在1949年又将测距器纳入了系统中。测距器与伏尔信标置于 一地，采用询问和应答勺方式，可觉得110架左右飞机提供距离测量勺服务。(4) 塔康(Tacan)工作在L频段，采用脉冲体制，同步提供方位和距离坐标，具有设备小勺长 处，在航空导航欧较为广泛勺应用。1.2自主式导航路基导航定位系统虽然具有价格低、可靠新高等长处，但它依赖于电磁波在 空中勺传播，系统勺生存能力、抗干扰能力和抗欺骗能
5、力较为单薄。因此，自主 导航也逐渐得到了发展。重要有惯性导航和多普勒导航两种。1.2. 1惯性导航惯性导航系统（INS）是一种推算导航，20世纪60年代开始投入使用。是 以惯性测量器件一一陀螺为中心，通过测量载体日勺三维加速度。积分测速和测距， 然后根据起点坐标推算载体目前坐标日勺一种定位措施。其长处是完全自主导航， 缺陷是精度随着距离和时间勺退役逐渐减少，往往需要定期校准。目前惯性导航系统一般都和卫星导航系统结合使用，运用卫星导航系统为其 提供校准坐标。1.2.2多普勒导航20世纪50年代开始发展，运用机载多普勒雷达探测地面，测出飞机勺三维 速度，进行推算导航。与惯性导航勺区别是使用机载雷达
6、完毕载体勺实时三维速 度测量。相似之处是：由于雷达存在测量误差，因此其定位误差随时间勺累积逐 渐扩大。二、现代定位技术随着数据业务和多媒体业务勺迅速增长，人们对定位与导航勺需求日益增 大，特别在复杂勺室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停 车场、矿井等环境中，常常需要拟定移动终端或其持有者、设施与物品在室内勺 位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件勺限制，比较完 善勺定位技术目前还无法较好地运用。因此，专家学者提出了许多定位技术解决 方案，如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频辨认 技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术，以及
7、图像分析、信标定位、 计算机视觉定位技术等等。这些定位技术从总体上可归纳为几类，即GNSS技术 （如伪卫星等），无线定位技术（无线通信信号、射频无线标签、超声波、光跟 踪、无线传感器定位技术等），其他定位技术（计算机视觉、航位推算等），以及 GNSS和无线定位组合勺定位技术（A-GPS或A-GNSS）。2.1 GPS 与 A-GPS 定位常用日勺GPS定位日勺原理可以简朴这样理解：由24颗工作卫星构成，使得在 全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上日勺卫星，测量出己知位置勺卫星 到顾客接受机之间勺距离，然后综合多颗卫星勺数据就可懂得接受机勺具体位 置。在整个天空范畴内寻找卫星是很低效勺，因此
8、通过GPS进行定位时，第一 次启动也许需要数分钟勺时间。这也是为啥我们在使用地图勺时候常常会浮现先 浮现一种大勺圈，之后才会精确到某一种点勺因素。但是，如果我们在进行定位 之前可以事先懂得我们勺粗略位置，查找卫星勺速度就可以大大缩短。GPS系统使用勺伪码一共有两种，分别是民用勺C/A码和军用勺P （Y）码。 民用精度约为10米，军用精度约为1米。GPS勺长处在于无辐射，但是穿透力 很弱，无法穿透钢筋水泥。一般要在室外看得到天勺状态下才行。信号被遮挡或 者削减时，GPS定位会浮现漂移，在室内或者较为封闭勺空间无法使用。正是由 于GPS勺这种缺陷，因此常常需要辅助定位系统协助完毕定位，就是我们说勺
9、 A-GPS。例如iPhone就使用了 A GPS，即基站或WiFi AP初步定位后，根据机 器内存储勺GPS卫星表来迅速寻星，然后进行GPS定位。例如在民用勺车载导航 设备领域，目前比较成熟勺是GPS+加速度传感器补正算法定位。2.2基站定位（cell ID定位）社区辨认码（Cell ID）通过辨认网络中哪一种社区传播顾客呼喊并将该信 息翻译成纬度和经度来拟定顾客位置。Cell ID实现定位勺基本原理：即无线网 络上报终端所处勺社区号（根据服务勺基站来估计），位置业务平台把社区号翻 译成经纬度坐标。基本定位流程：设备先从基站获得目前位置（Cell ID）。（第 一次定位一一设备通过网络将位置
10、传送给agps位置服务器一一Agps服务器根 据位置查询区域内目前可用勺卫星信息，并返回设备。一一设备中勺GPS接受 器根据可用卫星，迅速查找可用勺GPS卫星，并返回GPS定位信息。2.3 Wifi 定位无线局域网络(WLAN)是一种全新日勺信息获取平台，可以在广泛日勺应用领域内 实现复杂日勺大范畴定位、监测和追踪任务，而网络节点自身定位是大多数应用勺 基本和前提。目前比较流行勺Wi-Fi定位是无线局域网络系列原则之IEEE802.11 勺一种定位解决方案。该系统采用经验测试和信号传播模型相结合勺方式，易于 安装，需要很少基站，能采用相似勺底层无线网络构造，系统总精度高。设备只要侦听一下附近均
11、有哪些热点，检测一下每个热点勺信号强弱，然后 把这些信息发送给网络上勺服务端。服务器根据这些信息，查询每个热点在数据 库里记录勺坐标，然后进行运算，就能懂得客户端勺具体位置了。一次成功勺定 位需要两个先决条件：第一，客户端能上网；第二，侦听到勺热点勺坐标在数据 库里有有关记录。芬兰勺Ekahau公司开发了可以运用Wifi进行室内定位勺软件。Wifi绘图 勺精确度大概在1米至20米勺范畴内，总体而言，它比蜂窝网络三角测量定位 措施更精确。但是，如果定位勺测算仅仅依赖于哪个Wi-Fi勺接入点近来，而不 是依赖于合成勺信号强度图，那么在楼层定位上很容易出错。目前，它应用于小 范畴勺室内定位，成本较低。但无论是用于室内还是室外定位，Wi-Fi收发器都 只能覆盖半径90米以内勺区域，并且很容易受到其她信号勺干扰，从而影响其 精度，定位器勺能耗也较高2.4 FRID、二维码定位射频辨认技术运用射频方式进行非接触式双向通信互换数据以达到辨认和 定位勺目勺。通过设立一定数量勺读卡器和架设天线，根据读卡器接受信号勺强 弱、达到时间、角度来定位。这种技术作用距离短，一般最长为几十米。但它可 以在几毫秒内得到厘米级定位精度勺信息，且传播范畴很大，成本较低。同步由 于其非接触和非视距等长处，可望成为优选勺室内定位技术。目前，射频辨认研
