无线室内定位技术分析
WLAN室内定位技术分析
目录
无线定位技术概览工程部署考虑
项目实施流程介绍iMC WSM定位介绍
GPS 定位
定位过程：由(d1,d2,d3,d4)和(p1,p2,p3,p4)参数，推导坐标（经度，纬度，海拔）。
其中(p1…p4)位置信息由GPS系统（主站、监控站等）提供，并向地面广播；
(d1…d4)由天地间的传输时间差*光速得来。
高精度的原子钟（早期的GPS卫星为铯原子钟，最新的Block IIR为铷原子钟）。
差之毫厘失之千里。
进行三维定位至少需要4颗星；站星几何图形；算法；误差修正（多颗星冗余矫正）。
缺点：GPS卫星信号无法穿透建筑物到达室内。
p2
站星几何图形GPS 三维定位d1
d2
d3
d4
p1
p3
p4
GPS定位示意图
角度定位法小区定位法
三角定位法双曲线定位法
z SV 星历数据
z多普勒频偏数据
z视野星座，等
DGPS提升精度
A-GPS工作原理示意图针对GPS的首次定位时间（TTFF）较长的问题，A-GPS通过移动网络的支持可以获得更快的TTFF，且接收灵敏度、定位精度都有提升
网络侧的GPS观测设备，测量服务区域内的星历数据等，并供定位服务器使用。
用户首先向移动网络请求定位服务，然后定位服务器再返回当前空域的GPS卫星数据，用
户GPS接收机借助这些数据，快速获取当前位置到卫星的伪距。
接收机伪距等信息，再次上传到定位服务器根据区域内的差分GPS接收数据，修正位置信息并返回给用户或第三方应用呈现。
实际应用方面，有开放移动联盟OMA的SPUL规范，其定义了接入层、核心网等各种网络接口的实现。中国移动的A-GPS方案就是基于SPUL实现。
Wi-Fi 定位1
A
B C
r a r b
r
c r a'
r b'
r c'理论定位
实际定位该方法的特点是利用信号强度的距离传输衰减模型，计算出当前位置离信号源的距离，然后再使用三角数学公式（即?
x 2+ ?y 2
= r 2
）推算。
同所有的三角定位系统类似，这种方法需要事先知道信号源的坐标，如图中的A/B/C 的坐标。优点是实现简单，缺点是实际环境中存在很大问题，不太实用。这主要是因为，实际环境中的介质衰减情况复杂，导致无法（或者很难）区分有效信号，从而距离估算偏差大。
另外，基于信号强度的定位系统都存在的问题：信号波动。如图所示，导致定位的结果在一定范围内抖动。
P R = P 0-10γlog(d)
γ介质系数
Wi-Fi 定位2
基于信号强度的指纹定位系统工作原理示意图
b1b2
b3b4
b5
bm
Location Databse
Wi-Fi 定位3
基于Wi-Fi信号强度的指纹定位系统最早见于微软研究院的RADAR系统（V.Bahl，2000年）。其后随着Wi-Fi技术的流行，越来越多的系统基于指纹路线发展。
指纹定位系统的实现由两个阶段组成，即前期采样和后期定位阶段。该方法背后的思想是：
场景中各个点位的Wi-Fi信号分布是有固定特征的（就像人的指纹），且不随时间变化的。
因此，如果通过事先采样的方式，把各个位置上的信号特征记录下来，实际定位时只需要用“查表”的方式即可推算出位置信息。
指纹方式的最大优点是：采样数据反映了真实场景的情况（如不同厚度的墙体，材料等）。
相对于传播模型方式，不需要知道具体的介质衰减系数（实际场景很难实现），因而具有
了更高的定位准确度。
指纹方式的主要劣势是：事先必须进行采样，对于面积较大的场景，将会耗费较多的人力和
时间；且当AP部署有变化（如新增、故障等）、或场景的环境有变化（如商场内店铺的分拆）等，理论上都会破坏指纹特征，需要重新进行采样。
另外，同距离传播模型一样，指纹方式也依赖信号强度，而Wi-Fi信号在室内环境由于多径效应、人员或车辆的干扰，其信号是时变的。因此，作为实用的系统，必须通过技术手段尽量
降低这些因素的危害程度。如，采用基于统计的概率分布、方差系数、平滑参数等，这些都
是各个厂家核心细节。
&
Crowdsoucing 定位技术
传统的基于指纹的定位系统需要耗费大量的人力进行采样工作，早期的Google 、Apple 的产品
中就采用了War-driving （开着车沿街扫描Wi-Fi 信号）方式，比如苹果IOS 4.0前采用了
Skyhook wireless 的产品即基于此。
随着智能手机、平板等产品的普及，业界提出了基于用户终端的所谓Crowdsoucing 技术方向。
其背后的主要思想是：利用庞大的、分布各地的终端收集附近的Wi-Fi 、Cell 等信息（如MAC
地址、信号强度、cell id 等），并发送到后台服务器记录到数据库中。通过结合其他信息（如
Cell 的位置、GPS 坐标），逐步细化采样信号的位置信息。一段时间后，数据经过优化，形
成包含有位置、强度的数据库，用于后续用户的定位。
意味着像Iphone 手机即使断开GPS 、移动网络，只要打开Wi-Fi 开关就可能被定位出来。
根据苹果官方网站的声明，为了减轻人们对隐私的焦虑，声称该技术是为了加快用户首次地
图类应用的等待时间，且上报信息是以匿名、加密方式进行。不过苹果不支持关闭该功能。
Google 的实现应该基本同苹果，不过为了回应人们对隐私的关注，其提供关闭（opt out ）该
特性的方法，不过默认设置是打开的，非专业用户一般不知晓。
=GPS/
GLONASS/
北斗
+Cell ID Wi-Fi ++云服务器
传感器+IZat 是高通公司的定位方案的名称，是继承CDMA 时代的
GPSone 方案而来。由于高通公司在
移动终端领域的霸主地位（采用其芯片的产品超过10亿部），加之收购整合了Atheros 公司，
产品覆盖面较广，非常看好移动互联时代的定位需求。
据称Izat 立足于随时随地的定位（包括室内、室外），涵盖美国的GPS
、俄罗斯的GLONASS 、
中国的北斗等室外卫星导航系统，同时支持移动基站的定位和基于Wi-Fi
的定位技术、基于智能
传感器（如加速计、陀螺仪、电子罗盘、高度计等）的辅助定位。
除了提供相关的芯片（chipset ）外，按照高通的一贯风格将提供完整的方案：包括定位引擎和
后台的云服务器等。
目前Izat 方案应该还处于前期开发推广阶段，其实际定位效果还不得而知，从公开资料分析其终
端侧定位精度由于结合了传感器可能会较好，但网络侧定位是否有突破性的技术出现，尚待观
察。
无线定位方法比较
技术分类代表厂商定位精度描述
GPS
Cell ID
AoA/ ToA/ TDoA
A-GPS 基于RSSI 三角定位基于RSSI 指纹定位Crowdsoucing
DSP
信号处理
一般<100m
一般>250m
能到3m
能到3~5m
Aerosout/CISCO(?)
通用厂商
Aerosout/qualcomm(?)
Apple/Google
Moto/IMC/Ekahau
HP lab
通用厂商
通用厂商
通用厂商
能到3~5m
取决于周边环境
能到2~3米左右
只能用于室外定位
室内/室外定位，定位精度取决于基站密度，有时到km级
Aerosout的TDoA需要专门的终端配合，不适合MU定位方式
Qualcomm的TDoA待确认
只能用于室外定位，借助差分方式能做到很高精度
室内/室外定位，对环境因子适配难度较大
室内/室外定位，采样工作量较大
室内/室外定位，主要用于提升地图类应用的用户体验
室内/室外定位，运算量大，终端适配，大规模部署效果未知
定位系统组成
AC1LSW1AC2
LSW2AP AP MU MU
Location System 3rd Party App System
DB
Server AP 与定位系统接口如UDP,1144定位系统与应用系统接口，如webservice/
REST API/TCP 连接等定位引擎可同时跟踪计算多达几千个终端，为第三方应用提供各终端坐标信息等，因此须定义定位引擎的对外接口。
I MC支持基于TCP\RestAPI连接的接口，
提供给第三方以中间件形式嵌入最终应用。AP收集附近终端的信息，以一定的方式（或接口）上报给定位引擎。
系统初始上电时，首先需要通过AC 下发相关配置，指定相关参数等。
一旦获得配置，AP将自主向定位引
擎发送数据，不需要经AC转发。
定位引擎接口
上报引擎的关键信息：
上报报文的AP MAC地址
此处的AP MAC指设备MAC，常用于定位的是2.4G频段，如果是双频设备则上报5G频段的首个MAC地址
终端的MAC地址
终端的信号强度dbm值
Wi-Fi芯片常用RSSI代表信号强度，但它是个无量纲的值，不能直接代表信噪比概念。通常用芯片底噪间接换算出dbm值，在同样的距离情况下，不同类型芯片的底噪和RSSI值可能不同（可能相差超过10db）。
因此要使用AP上报的dbm值
关键配置信息：
定位服务器的IP地址
稀释因子
稀释因子的意义是控制上报报文的比例，平衡对网络接入的冲击。如2代表现有报文量的1/2上报，10代表现有报文量的1/10上报，1代表逐包上报。
稀释行为只针对数据报文，对管理或控制报文不做稀释，防止未连接终端的探寻报文被不合理稀释掉。
超时时间
配合上述稀释因子来控制报文的稀释行为，如当前流量为每秒50个报文，设置稀释因子为10，超时时间为1秒，则每秒上报5个报文；假设过一段时间流量突降为每秒8个，如果没有超时则1秒内不会有数据上报，而开启了超时后，则至少会上报1个。
终端侧定位Vs. 网络侧定位
终端侧定位：
终端侧定位是指依赖终端接收周围AP发送过来的信号特征进行定位，其关键的判定标准是终端接收/AP发送。
实际应用中，定位引擎通常位于网络侧的某个服务器上（即意味着客户端需要接入网络），而在前台则由客户端（如手机APP）进行结果呈现。
终端侧定位的指标通常会高于网络侧定位（利用智能手机中的传感器、AP的发射功率较大且相对稳定），通常终端内置地图，适合导航类应用。
网络侧定位：
网络侧定位是指依赖AP接收周围终端发送过来的信号特征进行定位，其关键的判定标准是AP接收/终端发送。
实际应用中，定位引擎位于网络侧的服务器上。
网络侧定位对用户终端要求极低，打开Wi-Fi开关即可（应用范围较广）。
比较：
网络侧和终端侧定位的应用场景不同，前者由于对终端无安装APP的要求，因此在类似商场等场景应用较多，而对于像导航类应用通常是终端侧定位。
除了个性化的导航外，网络侧定位更具有普遍性，因而对网络设备商更为有利。现有项目基本上都是网络侧定位。后续内容除非说明，都是指网络侧定位。
误区：定位信号不够强，需要选择大功率的AP。
目录
无线定位技术概览
工程部署考虑
项目实施流程介绍
iMC WSM定位介绍
衰减曲线
在近距离时电磁波的强度衰弱很快，但到了一定距离后曲线变得平缓。对于定位有实际价值的是前面的一段。因为现有的定位方法是基于每个地点的强度特征不同的假设，但过了-80dbm的后，考虑到信号波动的因素，可能几十米内的信号都是相同的。
布点原则
Rule1+ Rule2+ Rule3 = AP均匀分布，任意一点至少存在3个强度大于-75dbm的信号
AP 布点
1适合隔离度高的道路
理论上只需要2个AP
20米部署距离最佳
一维定位场景
一般定位场景（开放区域）
AP呈三角均匀分布
需要3个或3个以上的AP 视环境的通透性程度，相互间按20~25米（L2）部署最佳，此处圆周覆盖半径按30米计算。
AP布点2
左右侧分开部署不要靠近墙角/障碍物三角部署均匀部署
目录无线定位技术概览
工程部署考虑
iMC WSM定位介绍
项目实施流程介绍
无线定位技术
无线定位技术: 现在的社会，是一个没有隐私的社会，只要有设备和条件，别人想跟踪你的位置实在是太简单了，不管是你在大街上走还是在商场里逛，只要上面想，你的行踪都很难不被暴露。好比我们看大片，罪犯在这边打电话，FBI在那边定位，唧唧几声，就把你的大概方位确定了。千万别以为这是什么高深技术，我们天朝网警照样玩的转。而且，随着网络越来越向智能化和移动化发展，一些很有意思的应用都可能和将来的定位技术联系起来，在一定程度上影响我们的生活，比如twitter，Aardvark，包括一些很有前途的mobile game，等等。 Google Latitude一出后, 很多朋友都惊诧于无gps条件下其定位的准确性，也有不少人因此对通过wifi定位比较感兴趣。其实各式各样的无线通信技术都可以用来定位，由于通信距离的不同，有的可以用来室内定位，有的可以用来室外定位。 这里，我尝试着对一些逐渐在普及的定位技术做一些讲解，考虑到GPS的普及性， GPS定位原理和优缺点就在这里忽略了。其实无线定位的流程很简单，大概都遵从交换信号===>数据融合===>建模求解的步骤。下面就针对不同技术的不同重点，把这个过程分割介绍。 手机基站网络 通过基站网络的检测来进行户外定位是一个相对成本低, 成熟, 但是精度不高 的方法. 它的工作原理是这样的, 我们都知道, 手机要通信, 就需要通过蜂窝 网络和一个个基站交换数据，从而实现和别的手机的通信. 而考虑到双方通信的距离和现实中基站的放置密度，每一个手机都可能被覆盖于多个基站，如果能通过某种方法得到每个基站对于手机的检测数据，通过特定的data fusion技术，就可以大致估算初当前手机的位置。在这里，data fusion是最关键的技术，事实上也是下面会介绍的大多数其他定位技术的基础，所以花多点篇幅介绍一下。为了简化，我们只考虑二维平面情况，也就是说每个点都只有(x,y)值, 不考虑z平面。 以前常用的data fusion技术包括TOA — time of arrival data fusion, AOA — angle of arrival data fusion, 以及混合型技术. 假设下面这张图是一个分布示意图, 图中出现的几个基站（Base Station）都能和当前手机, 也就是MS（Mobile Station）所在位置通信.
室内定位技术汇总教学内容
室内定位技术调研 随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，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，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，GPS和北斗导航定位系统在室内都很难定位，原因是定位系统星座发射的微波信号过于微弱，并且频率很高，即要沿着直线传播，且难以穿过墙壁，所以在室内就收不到信号了。只有在室外，天空中没有什么阻挡时可以接受。 图1 室内定位的方式 因此，专家学者提出了许多室内定位技术解决方案，如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术，以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等等。这些室内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），其它定位技术（计算机视觉、航位推算等），以及GNSS和无线定位组合的定位技术（A-GPS或A-GNSS）。除了以上提及的定位技术，还有基于计算机视觉、光跟踪定位、基于图像分析、磁场以及信标定位等。此外，还有基于图像分析的定位技术、信标定位、三角定位等。目前很多技术还处于研究试验阶段，如基于磁场压力感应进行定位的技术。如图1所示，能够满足米级定位精度的定位技术，从规模上推广角度来看由易到难，依次为 Wi-Fi、LED、RFID、ZiBee、超声波、蓝牙、计算机视觉、激光、超宽带等。实现室内定位技术上可以采取以下一种或多种混合：北斗定位、基站定位、wifi定位、IP定位、RFID/二维码等标签识别定位、蓝牙定位、声波定位、场景识别定位. Wi-Fi定位 Wi-Fi定位相比于北斗、GPS、基站定位方式的优势在于室内定位精度高。由于Wi-Fi热点廉价、布设容易，很容易通过增加Wi-Fi热点来提高室内定位精度。若用于LBS，Wi-Fi定位可作为一定室内区域（如博物馆内部、校园内各建筑内部）的定位手段，而在室外仍用北斗定位等方式。当前比较流行的Wi-Fi 定位是无线局域网络系列标准之IEEE802.11的一种定位解决方案。该系统采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，易于安装，需要很少基站，能采用相同的底层无线网络结构，系统总精度高。Wi-Fi绘图的精确度大约在1米至20米的范围内，总体而言，它比蜂窝网络三角测量定位方法更精确。但是，如果定位的测算仅仅依赖于哪个Wi-Fi的接入点最近，而不是依赖于合成的信号强度图，那么在楼层定位上很容易出错。目前，它应用于小范围的室内定位，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。利用 Wi-Fi 可以覆盖一个十万平米的商场,费用几十万元，在这个商场中不仅可以做到米级的定位，还可以满足上网需求（在商场中用户的需求中，上网的需求远远大于室内定位导航的需求）。Wi-Fi 定位并不是不能做亚米级乃至分米级的定位，英国的研究机构就用 Wi-Fi 技术来探测墙后恐怖分子的肢体活动，当然这个成本目前也不是大众消费市场所能负担的。Wi-Fi需要60～140m配置基站继续覆盖。
基于无线局域网的室内定位研究 毕业设计开题报告
中国地质大学（武汉） 本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称：基于无线局域网的室内定位研究 学院专业：机电学院测控技术与仪器 学生班级：076102 学生姓名：李明理 指导教师：王青玲 完成日期：2014年
1技术背景 随着无线网络、移动通信和普及计算技术应用的不断扩大和深入，位置感知计算(Location-aware Computing)、基于位置的服务(LBS，Location-based Services)越来越重要，典型的例子有资源查找、旅游导航、矿井下定位、社交定位，寻人寻物等。如何确定用户的位置是实现LBS的核心问题。目前，影响最大、定位覆盖范围最广的定位系统是GPS 全球定位系统。GPS是70年代初美国出于军事目的开发的一种卫星导航定位系统，并于80年代初投入使用。地面接收设备通过接收和测量来自四个或四个以上卫星信号的到达时间差来估计移动终端的位置。在移动终端内置GPS模块可在室外大部分场合下实现精度较高的定位，特别是从2000年5月1日0时美国宣布中止选择性可靠度(Selective Availability)政策以后，GPS也能被用于民用，精度可达到15m以内。相较于GPS，我国也在2003年投入了大量资金开始建造北斗卫星导航系统。 在实际环境里，GPS定位系统的覆盖范围仍然存在一定的局限性。由于GPS卫星发射的无线电讯号太微弱，以至于无法穿透绝大部分的建筑物或是稠密的植被，因此导致所谓的“都市峡谷”(Urban Canyon)效应。在高楼林立的都市，楼宇等建筑物阻隔了卫星信号的传播或者将它们分散开去，造成GPS系统无法定位。GPS虽然在室外能有效地定位，但几乎不能覆盖到人们经常工作和活动的室内。因此，GPS除了在交通工具的导航上的应用占有优势以外，尚很少被应用在其他领域。另外，一般环境里，用户更青睐轻便的移动设备。如果将GPS 作为普通的定位工具，用户需要在其携带的设备上加装GPS接收模块，会增加移动设备的体积、成本以及对有限电量的消耗。 从20世纪90年代末期起，许多高校和研究机构开始了室内定位技术的研究，具有代表性的有AT&T Cambridge主持的Active Badges项目，之后进一步改进为Active Bats，cricket，微软的Easy Living项目以及Georgia Tech公司的Smart Floor项目等。上述项目虽然取得了一定的效果，有的还可以达到毫米级的精度，但这些定位系统需要添加新的硬件，系统部署复杂，维护成本高，可扩展性差。 2选题依据与研究意义 从以上研究背景可以看出，目前的定位技术还不能完全满足普适计算应用的要求，特别是在室内的环境里。随着无线局域网的广泛部署和普及应用，利用无线局域网(Wireless Local Area Network，简称WLAN)的室内定位技术逐渐发展起来。无线局域网络技术是20世纪末发展起来的一种高速无线网络通信技术，技术标准组为IEEE 802．1l，目前应用最广泛的标准是IEEE 802．1lb和IEEE 802．1lg。WLAN网络具有高速通信、部署方便的特点，切合了现代社会对移动办公、移动生活娱乐的需求。室内环境和人们活动的热点地区(如机场、写字楼、大型超市、校园、酒店和家庭)是WLAN主要的应用环境。基于无线局域网的定位就是在无线局域网中通过对接收到的无线电信号的特征信息进行分析，根据特定的算法来计算出被测物体所在的位置。 目前，无线局域网网络已经成为基础网络通讯架构中的一个组成部分。许多移动设备，像笔记本、PDA、智能手机，已经内置了对无线局域网的支持。因此，它可以有效地避免了部署专用的网络体系架构，不需要添加其他的硬件设备或电子标签，从而降低了成本。其次，与采用红外线、视频信号的室内定位系统相比，基于无线局域网的定位系统能够使用的范围更大。无线信号通常可以覆盖整个大楼甚至是一个楼群，因此既能被应用在室内又能被应用在室外。第三，在使用无线局域网的数据通信功能的同时，用户还可以获得定位服务以及基于位置的服务，反过来也充分开发了无线局域网的应用潜能。最后，由于无线射频信号的健
基于RSSI测距的室内定位技术
基于RSSI测距的室内定位技术 2012-08-14 12:19:45 摘要搭建了基于ZigBee技术的室内定位实验平台，以实验室楼道为室内场景进行了接收信号强度(RSSI)测距和定位实验研究。首先对测距实验采集到的数据使用线性回归分析拟合出当前环境的具体测距模型，并对信标和未知节点进行软件开发，实现了基于RSSI的定位算法。经过定位实验精度评估，文中算法的平均定位误差为2．3 m，满足大多室内场景要求。 关键词室内定位；无线传感器网络；RSSI测距；线性回归分析 随着现代通信、网络、全球定位系统(Global PositionSystem，GPS)、普适计算、分布式信息处理等技术的迅速发展，位置感知计算和基于位置的服务(Location Based Setvices，LBS)在实际应用中越来越重要。GPS是目前应用最广泛和成功的定位技术。由于微波易被浓密树林、建筑物、金属遮盖物等吸收，因此GPS 只适合在户外使用，在室内场合，由于信道环境复杂、微波信号衰减厉害、测量误差大，GPS并不适用。近年来基于低成本、低功耗、白组织的无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)定位技术得到了科研人员的重视和研究，具有广泛地应用前景。根据定位过程中是否实际测量节点间的距离，可将定位算法分为基于测距(Range-based)的定位和距离无关(range-free)的定位。基于测距的定位先由未知节点硬件接收外部信标节点发射的无线信号并记录下TOA(Time of Arrival)、AOA(Angle of Arrival)、TDOA(Time Difference of Arrival)、RSSI(Received Signal strength Indicator)等测距度量值，然后将测距度量值转为未知节点到信标节点的距离或方位，然后再采用相关算法如三边测量法、三角测量法、极大似然估计法等来计算未知节点的位置。由于RSSI检测设备和机制简单，硬件成本低，实现简单，可通过多次测量平均获得较准确的信号强度值，降低多径和遮蔽效应影响，因此基于RSSI测距的定位技术成为近年来室内定位研究的热点。 1 RSSI测距原理 无线信号传输中普遍采用的理论模型为渐变模型(Shadowing Model)。 式中，p(d)表示距离发射机为d时接收端接收到的信号强度，即RSSI值；p(d0)表示距离发射机为d0时接收端接收到的信号功率；d0为参考距离；n是路径损耗(Pass Loss)指数，通常是由实际测量得到，障碍物越多，n值越大，从而接收到的平均能量下降的速度会随着距离的增加而变得越来越快：X是一个以dBm为单位，平均值为0的高斯随机变量，反映了当距离一定时，接收到的能量的变化。 实际应用中一般采用简化的渐变模型 为便于表达和计算，通常取d0为1 m。于是可得 [p(d)]dBm=A-10nlg(d) (3) 把[p(d)dBm写成RSSI的形式得到 RSSI=A-10nlg(d) (4) 其中，A为无线收发节点相距1 m时接收节点接收到的无线信号强度RSSI值。式(4)就是RSSI测距的经典模型，给出了RSSI和d的函数关系，所以已知接收机接收到的RSSI值就可以算出它和发射机之间的距离。A和n都是经验值，和具体使用的硬件节点和无线信号传播的环境密切相关，因此在不同的实际环境下A 和n参数不同，其测距模型不同。
室内定位解决方案
室内定位解决方案 室内定位顾名思义就是定位室内目标对象的位置，可以是人也可以是物体的位置的一种技术方案，根据定位精度的不同，被广泛使用的定位技术也有多种，像wifi定位技术，蓝牙定位技术，UWBLOC定位技术等。 室内定位要解决的问题概括起来主要有以下几点：1、想要知道目标对象在室内的具体位置，比如说想知道张三现在在哪里，方便找到他。
2、想知道目标对象都去了哪里，该去的地方是否去了，不该去的地方是否到过，也就是想知道目标对象的历史的运动轨迹。 3、某些地方是不允许目标对象进入的，或者只允许某些经过授权的目标对象进入，未经授权的进入要触发报警提醒非法闯入，这就是电子围栏功能了。
4、另外一种需求就是考勤，想要通过定位记录目标对象什么时间点进入，什么时间点离开某区域的。 以上四点就是室内定位主要想解决的一些问题，当然其他的需求还包括室内导航以及互动等功能要求这里就不多做介绍了。 下面的问题我们来探讨如何实现上面的这些功能，我主要介绍下用UWBLOC 技术怎么样来实现上面的这些功能，UWBLOC技术是目前应用比较广泛，精度相对比较高的室内定位技术，定位精度目前可以做到50厘米内。 首先介绍下什么是UWBLOC技术，UWBLOC是英文（UWBLocation）的简称，翻译为中文就是UWB定位技术。UWB(Ultra Wideband)是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。
UWBLOC技术是如何来实现室内定位的呢？ 如下图所示，目标对象需要携带一个信号发射源（定位标签）在室内安装信号接收设备（定位基站），信号源发射信号，接收设备接收信号，信号发射到被接收的时间*信号传输速度就可以得到信号发射源到接收基站的距离，通过三个距离就可以算出信号发射源的实时位置，这个就是简单的定位原理。
无线室内定位技术和系统的最新进展
Hindawi Publishing Corporation Journal of Computer Networks and Communications Volume2013,Article ID185138,12pages https://www.wendangku.net/doc/6f16050858.html,/10.1155/2013/185138 Review Article Recent Advances in Wireless Indoor Localization Techniques and System Zahid Farid,Rosdiadee Nordin,and Mahamod Ismail School of Electrical,Electronics&System Engineering,University Kebangsaan Malaysia(UKM),43600Bangi, Selangor,Malaysia Correspondence should be addressed to Zahid Farid;zahidf9@https://www.wendangku.net/doc/6f16050858.html, Received17May2013;Accepted17August2013 Academic Editor:Rui Zhang Copyright?2013Zahid Farid et al.This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use,distribution,and reproduction in any medium,provided the original work is properly cited. The advances in localization based technologies and the increasing importance of ubiquitous computing and context-dependent information have led to a growing business interest in location-based applications and services.Today,most application requirements are locating or real-time tracking of physical belongings inside buildings accurately;thus,the demand for indoor localization services has become a key prerequisite in some markets.Moreover,indoor localization technologies address the inadequacy of global positioning system inside a closed environment,like buildings.Based on this,though,this paper aims to provide the reader with a review of the recent advances in wireless indoor localization techniques and system to deliver a better understanding of state-of-the-art technologies and motivate new research efforts in this promising field.For this purpose,existing wireless localization position system and location estimation schemes are reviewed,as we also compare the related techniques and systems along with a conclusion and future trends. 1.Introduction Location based services(LBSs)[1]are a significant permissive technology and becoming a vital part of life.In this era, especially in wireless communication networks,LBS broadly exists from the short-range communication to the long-range telecommunication networks.LBS refers to the applications that depend on a user’s location to provide services in various categories including navigation,tracking,healthcare,and billing.However,its demand is increasing with new ideas with the advances in the mobile phone market.The core of the LBSs is positioning technologies to find the motion activity of the mobile client.After detection,we pass these statistics to the mobile client on the move at the right time and the right location.So,the positioning technologies have a major influence on the performance,reliability,and privacy of LBSs, systems,and applications[2]. The basic components of LBS are software application (provided by the provider),communication network(mobile network),a content provider,a positioning device,and the end user’s mobile device.There are several ways to find the location of a mobile client indoors and outdoors.The most popular technology outdoors is global positioning system (GPS)[1].Location finding refers to a process of obtaining location information of a mobile client(MC)with respect to a set of reference positions within a predefined space. In the literature,many terms are used for location finding like position location,geolocation,location sensing,or local-ization[3].Position system is a system arranged in such a way to find or estimate the location of an object.The aims of this paper are to provide the reader with fingerprinting based wireless indoor localization techniques and systems for indoor applications.The authors hope that this paper will benefit researchers working in this field,users,and developers in terms of using these systems and will help them identify the potential research shortcoming and future application products in this emerging area. 1.1.Indoor versus Outdoor Positioning.Positioning system can be categorized depending on the target environment as either indoor,outdoor,or mixed type.For localization in an outdoor environment,global navigation satellite systems (GNSS)such as GPS have been used in a wide range
基于WiFi的室内定位研究与实现解读
1前言 近年来，随着无线通信技术与网络技术的不断发展和全面普及，各种新业务与新需求层出不穷，其中位置感知计算(Location-aware Computing)和基于位置的服务LBS 在人们的生产生活中起到了至关重要的作用，如何确定用户位置是实施前述应用的首要问题，因此定位技术是位置感知计算和基于位置的服务的核心问题。 根据应用环境与场景的不同，定位技术可分为室内定位技术和室外定位技术。室外定位系统主要有蜂窝定位和全球定位系统GPS。 蜂窝无线定位即手机定位，是基于移动蜂窝网的基站定位，其定位精度依赖于基站的分布和基站信号覆盖范围的大小。1996 年，美国FCC 颁布了E-911(Emergency call ‘911’)条例提出了相关的技术要求，要求移动通信提供商必须为用户提供定位准确度在125m 以内的室外定位服务，2001 年以后，美国FCC 提出了更严格的准确度和三维空间定位的需求。在政府的要求和市场利润的驱动下，使基于蜂窝移动网的定位技术得到了广泛的应用。 美国的GPS 系统是目前使用最广泛、用户人数量最多的全球性定位系统。GPS系统由24 颗卫星组成，在任何时间任何地点地面接收终端都可以同时接受到4 颗以上的卫星发出的信号。根据电磁波的传播原理，通过卫星信号的到达时间差来计算出搜索到的卫星和终端用户之间的距离，采用三边定位法计算出终端用户的具体位置，其民用定位精度可以达到15m 以内。同时，其他国家也陆续研究开发出了具有自主知识产权的定位系统，包括和中国的北斗卫星定位系统、俄罗斯的Glonass 定位系统和欧盟的Galileo 定位系统。 但是在城市环境中，由于GPS 卫星发射的电磁信号太微弱，楼宇等建筑物阻碍了卫星信号的传播，所以导致了所谓的“都市峡谷”（Urban Canyon）效应，使得GPS 系统无法正确定位。因此，虽然GPS 系统在室外环境能够有效地定位，但是在室内环境却无法进行有效的定位。 以上两种定位系统是应用比较广泛的室外定位系统，但应用于室内的时候，这两种定位系统并不能提供很好的定位服务。首先，由于室内环境复杂，信号在室内传播的情况要复杂于室外传播的情况。其次，室外定位应用大都是开阔环境中，几十米的定位误差并不影响用户的使用感受；但对于室内定位应用而言，需要将定位精度控制在若干米以内，才能为用户提供达可具使用性的室内定位系统。针对室内定位的难点，即克服信号受到环境噪声的干扰，对移动用户的快速定位，对定位精度的高要求，国内外研究人员都进行了有针对性的研究，这些研
七大室内定位技术PK
七大室内定位技术P K Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-
七大室内定位技术PK 随着LBS和O2O搅得火热，定位技术近年来也备受关注且发展迅速。虽然室外定位技术已经非常成熟并开始被广泛使用，但是作为定位技术的末端，室内定位技术发展一直相对缓慢。而随着现代人类生活越来越多的时间都处在室内，室内定位技术的前景也非常广阔。 但虽然作为LBS最后一米的室内定位饱受关注，但技术的不够成熟依然是不争的事实。不同于GPS，AGPS等室外定位系统，室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范，现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展，也致使各种室内定位技术相映生辉。 下面我们就从精确度，穿透性，抗干扰性，布局复杂程度，成本5个方面全方位来比较一下市面上流行的几种室内定位手段。 红外线定位技术 精确度：★★★★☆ 穿透性：☆☆☆☆☆ 抗干扰性：☆☆☆☆☆ 布局复杂程度★★★★★ 成本：★★☆☆☆ 红外线室内定位有两种，第一种是被定位目标使用红外线IR标识作为移动点，发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位;第二种是通过多对发射器和接收器织红外线网覆盖待测空间，直接对运动目标进行定位。 红外线的技术已经非常成熟，用于室内定位精度相对较高，但是由于红外线只能视距传播，穿透性极差(可以参考家里的电视遥控器)，当标识被遮挡时就无法正常工作，也极易受灯光、烟雾等环境因素影响明显。加上红外线的传输距离不长，使其在布局上，无论哪种方式，都需要在每个遮挡背后、甚至转角都安装接收端，布局复杂，使得成本提升，而定位效果有限。 红外线室内定位技术比较适用于实验室对简单物体的轨迹精确定位记录以 及室内自走机器人的位置定位。 超声波室内定位技术 精确度：★★★★★ 穿透性：★☆☆☆☆ 抗干扰性：★★★☆☆
室内定位技术的发展现状及前景分析
室内定位技术的发展现状及前景分析 摘要：从室内定位的角度出发，以GPS定位技术作为比较，分析了我国北斗系统定位技术的发展现状及前景。介绍了GPS系统和北斗系统现有的多种定位方式与解算算法，并总结出北斗系统的优势。北斗卫星导航系统正式提供服务以来.，地基增强系统的建设在我国陆续展开，多个地区的地基增强系统已经建立完成，借助于地基增强系统能够实现更好的室内定位，达到优于厘米级的高精度服务。分析了现有的室内定位技术、存在的问题以及近期的研究热点。 关键词：GPS；北斗系统；地基增强系统；室内定位 引言现如今，GPS定位技术已经应用到生活的各个领域，作为国内正在发展的北斗系统，也需要进一步提高定位精度，尤其是在室内环境的精确定位。 一．北斗简介 北斗，即北斗卫星导航系统，是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。主要目的是位全球用户提供高质量的定位、导航、授时服务，并能向有更高要求的授权用户提供进一步服务，军用与民用目的兼具。中国的北斗导航系统和美国GPS、俄罗斯格罗纳斯、欧盟伽利略系统并称为全球四大卫星导航系统。 二．GPS和北斗的定位方式 2.1 GPS定位方式 GPS定位是结合了GPS技术、无线通信技术、图像处理技术及GIS技术的定位技术，主要可实现如下功能：1.跟踪定位2.轨迹回放3.报警(报告) 4.地图制作功能5.里程统计GPS 定位的方法是多种多样的，用户可以根据不同的用途采用不同的定位方法。 （1）根据定位所采用的观测值 伪距GPS定位，伪距定位所采用的观测值为GPS伪距观测值，所采用的伪距观测值既可以是C/A码伪距，也可以是P码伪距。伪距定位的优点是数据处理简单，对定位条件的要求低，不存在整周模糊度的问题，可以非常容易地实现实时定位;其缺点是观测值精度低，C/A 码伪距观测值的精度一般为3米，而P码伪距观测值的精度一般也在30个厘米左右，从而导致定位成果精度低，另外，若采用精度较高的P码伪距观测值，还存在AS的问题。 载波相位GPS定位，载波相位定位所采用的观测值为GPS的载波相位观测值，即L1、L2或它们的某种线性组合。载波相位定位的优点是观测值的精度高，一般优于2个毫米;其缺点是数据处理过程复杂，存在整周模糊度的问题。 （2）根据定位的模式 绝对GPS定位，绝对定位又称为单点定位，这是一种采用一台接收机进行定位的模式，它所确定的是接收机天线的绝对坐标。这种定位模式的特点是作业方式简单，可以单机作业。绝对定位一般用于导航和精度要求不高的应用中。 相对GPS定位，相对定位又称为差分定位，这种定位模式采用两台以上的接收机，同时对一组相同的卫星进行观测，以确定接收机天线间的相互位置关系。 2.2 北斗定位方式 北斗定位方式分单点定位和相对（差分）定位。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。相对（差分）定位是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
基于WIFI的室内定位技术
《无线定位技术》课程报告基于WIFI的室内定位技术 学院： 学号： 姓名： 2015年11月
目录 1背景....................................... 错误!未定义书签。2室内定位技术相关理论....................... 错误!未定义书签。 定位技术简介.......................... 错误!未定义书签。 定位测距原理.......................... 错误!未定义书签。 WiFi基础知识........................... 错误!未定义书签。3基于RSSI的室内定位技术.................... 错误!未定义书签。 RSSI定位技术分类....................... 错误!未定义书签。 典型的室内传播模型.................... 错误!未定义书签。 线性距离路径损耗模型.............. 错误!未定义书签。 对数距离路径损耗模型.............. 错误!未定义书签。 衰减因子模型...................... 错误!未定义书签。 MK模型............................ 错误!未定义书签。 基于模型的定位算法.................... 错误!未定义书签。 三边测量法........................ 错误!未定义书签。 双曲线定位法...................... 错误!未定义书签。 最小二乘法........................ 错误!未定义书签。4总结....................................... 错误!未定义书签。参考文献........................................ 错误!未定义书签。
室内定位应用及解决方案详解
室内定位应用及解决方案详解 一、什么是室内定位？如何实现室内位置定位？ 在室内环境无法使用卫星定位时，使用室内定位技术作为卫星定位的辅助定位，解决卫星信号到达地面时较弱、不能穿透建筑物的问题。最终定位物体当前所处的位置。 室内定位是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在 室内空间中的位置监控。 二、做室内定位比较好的公司有哪些？ 近几年做室内定位的创业公司比较多，怎么选择做室内定位比较好的公司？要看该企业是否能够做到满足室内定位用户需求，同时优化成本也是至关重要的一个方面。 例如恒高科技提出从方案设计、安装、运维三方面来优化产品成本投入。 1.方案设计 方案设计的目标是针对不同应用场景设计产品，降低成本投入。能想象到，水电站、化工厂中的室内定位技术部署方式和博物馆、自动驾驶中的部署方式一 定有区别，如果设计方案不适合所应用场景，必然将影响研发、生产等一系列环节，增加时间或人才投入，进而增加成本投入。 当然，并不是说不同应用场景的部署方式一定不同。对于做室内定位服务方案的企业来说，要做的便是归纳用户实际需要，找到共性之后将用户需求分门别类，从而快速完成方案设计。
谈到用户需求的分类方法，按照定位制式可分为两类：跟踪定位（被动定位）和导航定位（主动定位）；按照TDOA定位方法也可分两类：下行TDOA和上行TDOA 两者在定位标签容量、定位动态、定位标签功耗、定位基站功耗方面各有优势，如下图所示。 下IfTPOA与上行TPOA定位方法对比 宦位标签容量 F 行TDOA>上行eoA 定位动态下行TPOA<上行TPOA 定位标签功耗下行丁DOA>上行TPOA 方仿总站功择T 行丁DQA卜irTDHA 以上四种方式自由组合，即能应用在不同场景之中。例如建筑工地、火电厂、水电站、化工厂等通常需要跟踪、导航定位兼得，上/下行TDOA兼得；监狱、港口码头、养老院/疗养院等只需跟踪室内定位与上行TDOA而机器人、无人机、自动驾驶汽车、景区导航等只需导航室内定位与下行TDO A总的来说，方案设 计必须依据应用场景与用户需求来定，不可改变。 2.安装
一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现
一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现 雷地球, 罗海勇, 刘晓明 （中国科学院计算技术研究所, 普适计算研究中心, 北京 100190） 摘要:本文设计及实现了一个基于WiFi射频信号强度指纹匹配的移动终端定位系统，并设计实现了一种基于权重值选择的定位算法。该算法为每个扫描到的AP的RSSI设定了选择区间，指纹库中落在此区间的所有位置点设平均权值，最后选取权重值最大者为待定位点的位置估计，如有相同权重值，则比较信号强度距离，取最小者，这种算法在一定程度上克服了RSSI信号随机抖动对定位的影响，提高了定位的稳定性和精度。经实验测试，此系统在4米范围内具有良好的定位效果。可部署在展馆、校园、公园等公共场所，为客户提供定位导航服务。定位算法运行于服务端，客户端为配备WiFi模块的Android手机。借助该定位系统，基于Android系统的移动终端可方便地查询自身位置，并获取各种基于位置服务。 关键词:接收信号强度；无线室内定位；射频指纹；Android操作系统 Design and Implement an Indoor Location System based on WiFi Lei Diqiu, Luo Haiyong, Liu Xiaoming (Pervasive Computing Research Center, Institute of Computer Technology, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100190, China) Abstract: This paper designs and implements an indoor location system based on WiFi for mobile user with Android handset. A locating arithmetic based on Weight-Select is introduced to filter the random noise of RSSI. For each location in Radio Map, a weight is set if the RSSI of the AP scanned is in the interval preset. Then max-weighted location or the min-RSSI-distance among them will be selected as the estimated position. According to experiments, 4-metre locating precision is available. It can be used for locating and navigating in such scene as exhibition center, campus, park, and so on. Users equipped with Android handset could get its location and some intelligent services. It is also an open and extensible system. Some locating arithmetic also could be tested on this system. Key words: Received Signal Strength, Wireless Indoor Locating, Radio Map, Android Operating System 1.引言 位置信息在人们的日常生活中扮演着重要的作用。在郊外、展览馆、公园等陌生环境中，使用定位导航信息可为观众游览提供更便捷的服务；在仓储物流过程中，对物品进行实时定位跟踪将大大提高工作效率；在监狱环境中，及时准确地掌握相关人员的位置信息，有助于提高安全管理水平，简化监狱管理工作。 目前全球定位系统（GPS，Global Positioning System）是获取室外环境位置信息 基金资助：国家自然基金(60873244、60973310、60772070)、北京自然基金(4102059) 联系作者：雷地球，E-mail：leidiqiu@https://www.wendangku.net/doc/6f16050858.html, 的最常用方式。近年来，随着无线移动通信技术的快速发展，GPS和蜂窝网络相结合的A-GPS（Assisted Global Positioning System）定位方式[1]在紧急救援和各种基于位置服务（LBS，Location-Based Services）中逐渐得到了应用。但由于卫星信号容易受到各种障碍物遮挡，GPS/APGS等卫星定位技术并不适用于室内或高楼林立的场合，目前无线室内定位技术迅速发展，已成为GPS的有力补充。 一般来讲，使用无线信号强度获取目标位置信息的过程，就是建立无线信号强度和位置信息稳定映射关系的过程。现有室内无线定位
七大室内定位技术PK
七大室内定位技术PK
七大室内定位技术PK 随着LBS和O2O搅得火热，定位技术近年来也备受关注且发展迅速。虽然室外定位技术已经非常成熟并开始被广泛使用，但是作为定位技术的末端，室内定位技术发展一直相对缓慢。而随着现代人类生活越来越多的时间都处在室内，室内定位技术的前景也非常广阔。 但虽然作为LBS最后一米的室内定位饱受关注，但技术的不够成熟依然是不争的事实。不同于GPS，AGPS等室外定位系统，室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范，现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展，也致使各种室内定位技术相映生辉。 下面我们就从精确度，穿透性，抗干扰性，布局复杂程度，成本5个方面全方位来比较一下市面上流行的几种室内定位手段。 红外线定位技术
超声波室内定位系统是基于超声波测距系统而开发，由若干个应答器和主测距器组成：主测距器放置在被测物体上，向位置固定的应答器发射同无线电信号，应答器在收到信号后向主测距器发射超声波信号，利用反射式测距法和三角定位等算法确定物体的位置。 超声波室内定位整体精度很高，达到了厘米级，结构相对简单，有一定的穿透性而且超声波本身具有很强的抗干扰能力，但是超声波在空气中的衰减较大，不适用于大型场合，加上反射测距时受多径效应和非视距传播影响很大，造成需要精确分析计算的底层硬件设施投资，成本太高。 超声波定位技术在数码笔上已经被广泛利用，而海上探矿也用到了此类技术，室内定位技术还主要用于无人车间的物品定位。 射频识别(RFID)室内定位技术 精确度：★★★★★ 穿透性：★★★☆☆ 抗干扰性：★★☆☆☆ 布局复杂程度★★☆☆☆ 成本：★★☆☆☆ 射频识别室内定位技术利用射频方式，固定天线把无线电信号调成电磁场，附着于物品的标签进过磁场后感应电流生成把数据传送出去，以多对双向通信交换数据以达到识别和三角定位的目的。(感应门禁卡和商场防盗系统用的就是这种技术) 射频识别室内定位技术作用距离很近，但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且由于电磁场非视距等优点，传输范围很大，而且标识的体积比较小，造价比较低。但其不具有通信能力，抗干扰能力较差，不便于整合到其他系统之中，且用户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善。 射频识别室内定位已经被仓库、工厂、商场广泛使用在货物、商品流转定位上。