物联网定位系统
物联网系统的位置定位与跟踪技术分析与改进
物联网系统的位置定位与跟踪技术
分析与改进
随着物联网技术的快速发展，物联网系统的位置定位与
跟踪技术也越来越受到关注。位置定位与跟踪技术在物联
网应用中起着至关重要的作用，它可以帮助用户准确地了
解和掌握物联网设备的位置信息。然而，现有的位置定位
与跟踪技术也存在一些问题，需要进行分析与改进。
一、物联网系统的位置定位技术分析
物联网系统的位置定位技术主要包括全球卫星导航系统（GNSS）、无线局域网（WLAN）定位和蜂窝网络（Cellular Network）定位等。
1. 全球卫星导航系统（GNSS）
全球卫星导航系统是一种被广泛应用于物联网系统中的
位置定位技术。它利用地球上的卫星系统，通过接收卫星
信号来确定设备的位置。其中最知名的是美国的GPS系统，但也包括俄罗斯的GLONASS系统、欧洲的Galileo系统
和中国的北斗系统。
2. 无线局域网（WLAN）定位
无线局域网定位技术利用无线信号的强度和到达时间等
参数来确定设备的位置。这种技术通常基于Wi-Fi信号，
通过测量设备与Wi-Fi基站之间的信号强度和到达时间来
进行位置定位。
3. 蜂窝网络（Cellular Network）定位
蜂窝网络定位技术利用移动通信网络的基站来确定设备
的位置。它基于设备与基站之间的信号强度和时延等参数，结合基站的位置信息计算设备的位置。
二、物联网系统的位置跟踪技术分析
物联网系统的位置跟踪技术可以帮助用户对物联网设备
进行实时追踪，从而更好地监控和管理设备的位置。
1. 主动式跟踪技术
主动式跟踪技术是指设备主动发送位置信息给监控服务器，该服务器负责记录和更新设备的位置信息。这种技术
使用测绘技术进行物联网设备位置定位的方法
使用测绘技术进行物联网设备位置定位的方
法
物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过互联网将各种设备连接起来，并实现数据的互通和共享。随着物联网的快速发展，定位技术也日益成熟和广泛应用。在物联网设备中，位置定位是非常重要的，它可以帮助我们准确找到设备，掌握设备的实时状态，从而增强对设备的管理和控制。下面将介绍几种常用的使用测绘技术进行物联网设备位置定位的方法。
一、全球卫星定位系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）
全球卫星定位系统是目前最常用的定位技术之一。它利用卫星信号来确定设备的位置，并通过计算设备接收到的多个卫星信号的时间差来实现高精度的定位。例如，GPS系统就是全球卫星定位系统的一种。
二、无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）
无线局域网技术是另一种常用的位置定位方法。它通过测量设备与多个无线访问点之间的信号强度、传输延迟等参数来确定设备的位置。这种方法无需额外的设备或硬件支持，只要设备与无线访问点连接，就可以实现位置的定位。
三、蓝牙定位技术
蓝牙定位技术是一种近场定位技术，适用于一些小范围的位置定位，例如室内定位。它利用蓝牙信号的传播特性和设备之间蓝牙信号的接收强度来确定设备的位置。通过在室内布设蓝牙接收器，可以实现对设备位置的准确定位。
四、传感器网络定位技术
传感器网络定位技术是一种通过部署大量传感器节点来实现位置定位的方法。这些传感器节点可以通过测量环境中的光、温度、声音等信息，并通过数据处理和
物联网中的位置服务与导航技术研究
物联网中的位置服务与导航技术研究
物联网（Internet of Things，简称IoT）是指将各种具有感知能力的物体通过网
络连接起来，实现信息共享和互联互通的技术体系。随着物联网技术的不断发展和应用，人们对于物联网中的位置服务与导航技术的需求也日益增加。
位置服务与导航技术是物联网应用领域中的重要组成部分。它能够通过定位和
导航技术，帮助用户准确了解目标的位置，并提供最佳的导航路径，以达到高效、便捷的目标导航。在实际应用中，位置服务与导航技术广泛应用于智能交通、智能家居、智慧城市等领域，极大地改善了人们的出行和生活质量。
一、物联网中的位置服务
1. 定位技术的发展
定位技术是位置服务的基础，其主要包括卫星定位、无线信号定位、惯性导航
等技术。卫星定位是最为广泛应用的一种技术，其中全球定位系统（GPS）是其中
的代表。通过卫星信号的接收和处理，用户可以实现全球范围内的位置定位。
2. 定位算法的研究与改进
为了提高定位的准确性和精度，研究人员对定位算法进行了不断的研究与改进。包括多普勒效应的利用、信号滤波技术的应用、多传感器融合等，都为提升定位的精度和鲁棒性提供了技术保障。
3. 位置感知技术的应用
物联网中的位置感知技术是指通过感知设备获取目标的位置信息。包括摄像头、传感器、无线通信等技术，能够实时感知用户的位置信息，并与导航系统进行交互，提供更为准确的位置服务。
二、物联网中的导航技术
1. 导航算法的研究
物联网中的导航算法是指通过位置信息和导航系统提供的地图数据，为用户提供最佳的导航路径。研究人员不断改进导航算法，以提高导航的准确性和效率。例如，最短路径算法、动态路径规划算法等都是为了使导航系统更加智能化，适应用户不同的需求。
面向物联网的定位与跟踪技术研究与应用
面向物联网的定位与跟踪技术研究与应用
随着物联网的迅速发展，物联网中大量的设备、传感器等需要
定位与跟踪，以便更好地为用户提供服务和支持。本文将对物联
网中的定位与跟踪技术进行研究，并探讨其在实际应用中的意义。
一、物联网中的定位与跟踪技术
1.1 定位技术
物联网中的定位技术主要有GPS、基站定位、Wi-Fi定位、蓝
牙定位、红外定位等多种方式。其中，GPS是最常用的一种技术，它通过卫星进行位置定位，但在室内环境中受信号干扰较大；基
站定位是通过手机通信基站与设备的距离来实现定位，但要求设
备必须有手机信号；Wi-Fi定位则通过无线网络进行定位，但需要
依赖有道路、建筑等信息，同时准确度也会受到环境影响。
1.2 跟踪技术
物联网中的跟踪技术主要有RFID、GPS、蓝牙等多种方式。其中，RFID技术可以实现对物品的实时跟踪，但需要在物品上附着
标签，并不能实现对人员的跟踪；GPS技术可以实现对人员的实
时跟踪，但在室内环境中准确度较低；蓝牙跟踪则可以实现对人
员的实时跟踪，且准确度较高。
二、面向物联网的定位与跟踪技术在实际应用中的意义
2.1 物流管理
物联网中的定位与跟踪技术可以实现对物流物品的实时跟踪，
可以提高物流效率，减少物流成本，同时还可以提高对物流安全
的管理。
2.2 资产管理
物联网中的跟踪技术可以实现对公司或组织的资产进行实时跟踪，可以减少资产的丢失和损害，提高资产的利用率，同时还可
以提高对公司或组织资产管理的精度和效率。
2.3 城市管理
物联网中的定位与跟踪技术可以实现对城市的实时监控和管理，可以提高城市管理的效率和精度，同时还可以提高城市管理的智
物联网中的位置定位技术
物联网中的位置定位技术
物联网（Internet of Things, IoT）将各种设备和物体通过互联网连接在一起，形成一个庞大的网络。在物联网系统中，准确的位置定位技术是至关重要的，它可以为个人和企业提供精确的定位服务，并在各种应用场景下发挥重要作用。本文将介绍物联网中常见的位置定位技术，并探讨其在各行各业的应用。
一、全球卫星导航系统（GNSS）
全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）是目前最常见的位置定位技术之一。其中，全球定位系统（GPS）是最为广泛使用的GNSS，它由美国建立和运营。GPS利用一组卫星分布在地球轨道上，通过接收卫星信号来计算接收器的准确位置。
在物联网中，GNSS被广泛应用于车联网、智能物流以及智能城市等领域。例如，在车联网中，通过GPS定位可以实现车辆追踪、导航和防盗等功能。在智能物流中，可以利用GPS定位追踪货物的实时位置，提高物流管理的效率。智能城市中，利用GPS定位可以实现城市交通管理、紧急救援和智能导航等功能。
二、无线局域网（WLAN）
无线局域网（Wireless Local Area Network, WLAN）也是常见的位置定位技术之一。它基于无线通信技术，通过接收无线信号来确定设备的位置。WLAN使用的技术包括Wi-Fi和蓝牙等。
在物联网中，WLAN定位技术广泛应用于室内导航、智能家居以及商场广告推送等场景。例如，在室内导航中，通过扫描Wi-Fi信号可以确定用户所在的位置，提供准确的导航服务。在智能家居中，利用WLAN定位可以实现智能灯光、安防监控和智能家电控制等功能。商场广告推送中，可以根据用户所在位置推送相关的促销信息，提升购物体验。
物联网知识：物联网技术在定位导航中的应用案例
物联网知识：物联网技术在定位导航中的应
用案例
随着科技的发展，物联网技术已经开始得到广泛的应用。物联网
技术能够将物品、设备、传感器、人员等链接起来，形成一个巨大的
网络，为我们带来了许多便利和效益。其中，在定位导航领域，物联
网技术的应用已经得到了广泛的应用。本篇文章将会从物联网技术在
定位导航中的应用案例进行阐述，深入探讨物联网技术在实践中的应
用和未来的发展前景。
一、物联网技术在室内定位导航中的应用案例
1.超市导购系统
超市作为我们日常生活中最为广泛的购物场所之一，由于人流量大，因此在超市内找到自己需要的商品并不是一件容易的事情。因此，一些超市开始采用物联网技术来提升服务品质。比如，我们可以在超
市内使用手机APP，通过物联网技术连接超市内的摄像头和传感器，自
动识别商品所在位置，并在手机APP中为我们提供一个准确的定位，
并指导我们前往正确的位置。
2.医院导诊系统
在医院内进行导诊是比较复杂的事情，因为医院内人流量极大，
并且医疗设备比较容易引起干扰。但是，通过物联网技术，我们将很
容易实现室内的定位。设备将能够轻松地安装在医院内，为我们提供
准确的位置信息，以便我们轻松地找到需要的地点，并且医院的员工
也可以方便地了解患者的位置，以便提供更好的服务。
3.货物定位跟踪系统
物流是国家经济必不可少的一环，如何快速地将货物运送到客户
手中，快速损失各方的时间和心力呢？我们可以使用物联网技术中的
货物定位跟踪系统，该系统可以实时追踪货物的位置，同时还能够监
测货物环境的变化。利用物联网技术，可以有效地减少货物的损失率，同时缩短货物配送的时间。
室内外融合定位系统详解
室内外融合定位系统详解
室内外融合平台定位系统是一种多场景、多角度的定位方案，能够在室内、室外及过渡区域准确定位，解决了传统定位系统在室内定位不准确的问题，提高了定位服务的覆盖范围。它能够通过多种技术手段进行定位，如GPS、蓝牙、Wi-Fi、惯性导航等，利用多个数据源融合进行精确定位，具有定位精度高、定位效率高、精度可控等优点。
室内外融合平台定位系统的应用场景非常广泛，可以应用于物联网、智慧城市、智能导航、电子商务、智能医疗等领域。在物联网中，可以用于地理信息定位、仓库管理、机器人导航等方面；在智慧城市、智能医疗领域，则可以用于室内导航、楼宇管理、医院服务、警察调度等方面。此外，室内外融合平台定位系统还可以为智能安防、智能家居、智能交通等领域提供更具创新性和实用性的方案。以下是新导物联室内外融合平台定位系统的功能：
室内定位：使用Wi-Fi、蓝牙低功耗（BLE）、UWB（超宽带）、RFID等技术，实现在室内环境中对用户位置的准确定位。这可以帮助用户在大型商场、医院、机场等建筑物内部快速找到目标位置，例如特定店铺或某个门诊室。
室外定位：利用全球卫星导航系统（如GPS）和辅助定位技术，提供用户在室外环境中的精确位置定位。这可以帮助用户在城市街道、公园、校园等室外区域按图导航、寻找目的地并避免迷路。
导航与路径规划：结合室内外定位数据，为用户提供智能导航和路径规划功能。通过地图显示、语音引导和虚拟指示箭头等方式，告知用户应该走哪条路径以相对较快且便捷地到达目的地。系统还可以考虑用户的偏好、交通情况等因素，提供个性化的导航建议。
基于物联网的智能智能导航与位置服务
基于物联网的智能智能导航与位置服务
随着物联网技术的不断发展，智能导航与位置服务在我们生活中变
得越来越普遍。基于物联网的智能导航与位置服务不仅能够帮助人们
更方便地找到目的地，还能提供实时的交通信息和个性化的导航建议。本文将介绍基于物联网的智能导航与位置服务的原理、应用场景以及
未来的发展趋势。
基于物联网的智能导航与位置服务，是通过将导航设备与物联网技
术相结合，实现实时定位、路径规划和导航指引的一种新型服务。它
利用物联网中的传感器、通信模块和云平台，实现车辆、行人、设备
等的定位信息的获取和交互，从而为用户提供准确的导航和位置服务。
在基于物联网的智能导航与位置服务中，定位技术起着关键作用。
当前常用的定位技术主要包括全球卫星导航系统（GNSS），如GPS、
北斗；无线定位技术，如蓝牙、WIFI、蜂窝网络；惯性导航技术，如
陀螺仪、加速度计等。这些定位技术能够将物体的位置信息精确地传
输到云平台上，为后续的导航服务提供基础数据。
基于物联网的智能导航与位置服务的应用场景非常广泛。首先，对
于驾驶员来说，智能导航可以实时提供路况信息，包括拥堵情况、事
故报警等，帮助驾驶员选择较为畅通的道路，并及时调整路线。其次，对于行人来说，智能导航可以为其提供步行导航和周边服务，比如推
荐附近的餐厅、购物中心等。此外，基于物联网的智能导航与位置服
务还可以广泛应用于物流、快递、公共交通等行业，为企业和用户提
供更高效、便捷的服务。
未来，基于物联网的智能导航与位置服务将展现更为广阔的发展前景。首先，随着自动驾驶技术的不断进步，智能导航将更加智能化和
物联网定位技术
物联网定位技术
物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过互联网和传感器技
术将物理世界和数字世界相连接的一种技术系统。在物联网系统中，
物体和设备通过传感器和通信技术相互连接，形成一个巨大的网络，
实现信息的自动采集、传输、处理和应用。物联网定位技术是物联网
系统中的重要组成部分，它能够实现对物体和设备的精确定位、跟踪
和监控，极大地拓展了物联网的应用范围和潜力。
一、物联网定位技术的概述
物联网定位技术是通过一系列传感器、通信设备和算法等组成的系统，实现对物体和设备位置信息的获取和处理。传统的定位技术主要
依赖于GPS和基站等设备，但在室内、城市峡谷等密闭环境下的定位
准确度有限。而物联网定位技术则通过利用物体和设备的唯一标识符、无线信号、陀螺仪等多种手段综合定位，不受环境限制，实现了更高
的定位精度和稳定性。
二、物联网定位技术的应用领域
1. 物流和仓储管理：物联网定位技术可以实时追踪和监控货物的位
置和状态，帮助企业提高物流运作效率和管理水平。
2. 智能交通系统：物联网定位技术可以实时监控车辆的位置和行驶
状态，提供实时路况信息，优化交通调度，提升交通运输效率。
3. 室内定位导航：物联网定位技术可以在大型商场、机场、医院等
室内环境中提供准确的定位和导航服务，为用户提供更便捷的室内导
航体验。
4. 智能农业：物联网定位技术可以实时监测和控制农作物的生长环境，提供精确的灌溉和施肥，提高农作物产量和质量。
5. 智能家居：物联网定位技术可以通过感应设备和无线通信技术实
现对家居设备的远程控制和管理，提升家居的智能化水平。
物联网设备中的位置定位技术使用指南
物联网设备中的位置定位技术使用指南
随着物联网技术的飞速发展，越来越多的设备都具备了能够定位自
身位置的能力。位置定位技术在物联网系统中起着至关重要的作用，
能够帮助用户精确地追踪和管理设备，有效地提高了生产效率和用户
体验。本文将为大家介绍物联网设备中常见的位置定位技术以及如何
使用它们。
一、GPS定位技术
全球定位系统（GPS）是目前应用最广泛且最可靠的定位技术之一。它利用卫星信号来计算设备的精确位置，可以在世界范围内提供高精
度的定位服务。在物联网设备中使用GPS定位技术，首先需要确保设
备具备GPS接收器。GPS接收器可以接收到来自卫星的信号并计算出
设备的经纬度地理坐标。开发人员可以使用相关的API来访问这些定
位数据，并将其应用于物联网平台或应用程序中。
二、基站定位技术
基站定位技术是利用手机信号基站的信号覆盖范围来确定设备的位置。它利用设备与附近基站的信号强度和延迟差异进行计算，从而确
定设备的大致位置。相较于GPS定位技术，基站定位技术定位精度较低，但在室内环境下具有较好的适用性。物联网设备在使用基站定位
技术时，需要确保设备能够连接到附近的基站，并通过相关的API来
获取基站信息并计算设备位置。
三、Wi-Fi定位技术
Wi-Fi定位技术是利用Wi-Fi无线信号进行设备定位的一种方法。
它利用设备周围可见的Wi-Fi网络的信号强度和位置信息来进行定位。Wi-Fi定位技术相比于GPS定位技术和基站定位技术，不需要额外的
硬件支持，因为大部分物联网设备都已经具备了Wi-Fi模块。开发人员可以通过扫描周围的Wi-Fi网络，获取到设备所在的位置信息，并将其应用于相应的物联网平台或应用程序中。
物联网应用的LBS定位课件
定位精度低
由于Cell ID定位技术只能确定设 备所在基站的信息，无法提供更 精确的定位信息，因此其定位精
度相对较低。
受网络拓扑影响
基于Cell ID的定位技术会受到网 络拓扑结构的影响，不同地区的 基站信号覆盖范围可能存在差异 ，因此其定位效果会受到一定限
制。
基于AOA的定位技术
定位精度较高
基站建设
基站是无线网络的重要组成部分，需 要合理布局和建设基站，提高网络覆 盖率和信号质量。
数据处理及分析应用
数据处理
LBS定位技术需要处理大量的位置数据，需要建立高效的数据处理和分析机制， 提取有用的信息。
分析应用
通过对位置数据的分析，可以挖掘用户的行为习惯、运动轨迹等信息，为各种应 用提供支持。
VS
详细描述
在智能物流中，实时货物追踪与监管是关 键的一环。通过LBS定位技术，可以实时 跟踪货物的位置和运输状态，实现智能调 度和管理。同时，对异常情况如货物丢失 、损坏等也能进行及时发现和处理，提高 物流效率和货物安全性。
智能医疗中的患者位置监测与紧急救援
总结词
通过LBS定位技术，智能医疗可实现患者位 置监测与紧急救援，提高救援速度和治疗效 果。
务。
第二阶段
21世纪初至2010年左右，随着智 能手机和移动互联网的发展，LBS 技术得到广泛应用，如地图导航、 社交网络位置分享等。
物联网中gps的名词解释
物联网中gps的名词解释
一、物联网与GPS的关系
物联网（Internet of Things）是指通过互联网连接智能设备和传感器，实现设备之间的数据交换和智能控制的一种技术体系。而GPS（Global Positioning System）
是一种全球定位系统，通过卫星和接收器相互配合，可以准确地确定地理位置和时间信息。在物联网中，GPS被广泛应用于设备定位、导航、轨迹追踪等功能，为
物联网的发展提供了重要的地理信息支持。
二、GPS的基本原理
GPS是由一组卫星系统和接收器组成的。卫星系统中的GPS卫星通过卫星发
射时间信息信号，接收器接收到这些信号后会对其进行处理，并计算出接收器所处的位置和时间信息。这一过程是通过三角测量的原理实现的。GPS卫星的位置和
时间信息是事先被确定的，接收器通过接收至少三颗卫星的信号，并计算信号传播时间的差异，从而确定自身所处的位置。GPS系统的准确性和可靠性在很大程度
上取决于接收到的卫星数量。
三、GPS在物联网中的应用
1. 设备定位和追踪：在物联网中，许多设备需要实时追踪和定位，以确保其安
全和有效的运行。通过嵌入GPS芯片，设备可以定时向服务器发送位置信息，并
随时掌握设备的运行状况。这对于物流、运输、资产管理等行业尤为重要，可以提高设备的追踪效率和准确性。
2. 路线导航和路径规划：GPS也可以用于物联网中的导航和路径规划。通过获
取当前位置和目标位置的坐标，物联网设备可以根据路况、交通情况等信息为用户提供最佳的行驶路线和路径规划。这对于司机、旅行者和配送人员等都非常有帮助，可以减少行驶时间和提高行驶的安全性。
物联网导论课件第4章定位系统
单基站定位法
•COO定位（Cell of Origin）
✓将移动设备所属基站的位置视为移动设备的位置 ✓精度直接取决于基站覆盖的范围 ✓基站分布疏松地区，一个基站覆盖范围半径可达 数公里，误差巨大
•优点：简单、快速，适用紧急情况
多基站定位法
•ToA/TDoA定位法
✓需要三个基站才能定位 ✓稀疏地区可能只能收到两个基站的信号，不适用
等技术所需的昂贵硬件
RSS定位技术
•使用信号强度进行定位 •利用已有的无线网络（蓝牙、Wi-Fi、ZigBee） •红外线、超声波、蓝牙、RFID、超宽带……
新兴定位系统
A-GPS
•GPS定位和蜂窝基站定位的结合体 •利用基站定位确定大致范围 •连接网络查询当前位置可见卫星 •大大缩短搜索卫星的时间
wk.baidu.com•AoA定位法
蜂窝基站定位：主要优缺点
•优点
✓不需要GPS接收机，可通讯即可定位 ✓启动速度慢 ✓信号穿透能力强，室内亦可接收到
•缺点
✓定位精度相对较低 ✓基站需要有专门硬件，造价昂贵
典型应用：紧急电话定位
美国E-911系统
•拨打报警电话时，根据基站定位出手机位置，自 动接到最近警局 •综合了各种定位系统，包括ToA，TDoA，AoA， RSS，A-GPS •使用时尝试各种定位方法，择优而用
无线室内环境定位
物联网常见的十种定位技术的优缺点
物联网常见的十种定位技术的优缺点随着物联网的快速发展，定位技术在各个领域得到了广泛应用。本
文将介绍物联网常见的十种定位技术，并分析它们各自的优缺点。
一、GPS定位技术
GPS（全球定位系统）定位技术是当前物联网中使用最为广泛的一
种技术。其优点是精度高，普遍覆盖全球，可在任何天气条件下使用。然而，其缺点是在室内或遮挡较多的环境下定位不准确，并且对电池
消耗较大。
二、基站定位技术
基站定位技术利用移动通信基站对物体进行定位。优点是成本相对
较低，可以实现较广泛的覆盖。缺点是定位精度相对较低，特别是在
城市高楼密集的区域。
三、Wi-Fi定位技术
Wi-Fi定位技术通过Wi-Fi信号识别物体位置，具有较高的定位精度。优点是室内定位效果好，并且Wi-Fi信号广泛覆盖。但是，缺点是对设备功耗要求较高，且在室外定位精度相对较差。
四、蓝牙定位技术
蓝牙定位技术利用蓝牙信号进行定位，适用于室内和局部范围的定位。其优点是功耗低，定位精度较高，但是覆盖范围较窄，一般只能
在相对小的区域内进行定位。
五、惯性导航定位技术
惯性导航定位技术主要依靠加速度计、陀螺仪等传感器测量物体的
位置和方向变化。优点是可以实现高精度定位，并且不受环境影响。
但是，其缺点是随时间的推移会产生误差累积，导致定位不准确。
六、北斗定位技术
北斗定位技术是中国自主研发的卫星导航系统。优点是覆盖范围广，定位精度高，特别适用于中国境内。然而，其缺点是在全球范围内的
覆盖相对较差。
七、射频识别（RFID）定位技术
RFID定位技术通过无线射频识别技术对物体进行定位。优点是成
物联网设备的定位与精确定位技术研究
物联网设备的定位与精确定位技术研
究
物联网作为一种新型的网络连接模式，将日常生活中的各
种设备进行了连接与互通，实现了信息的交流与共享。其中，物联网设备的定位与精确定位技术是一项重要的技术研究领域。本文将深入探讨物联网设备的定位技术及其精确定位技术，并分析其应用前景与挑战。
一、物联网设备的定位技术
物联网设备的定位技术是指通过无线通信与传感技术，确
定设备在地理空间中的位置信息。常用的物联网设备定位技术包括全球导航卫星系统（GNSS）、无线局域网（WLAN）定位、蓝牙定位、辅助全球导航卫星系统（A-GNSS）等。
1. 全球导航卫星系统（GNSS）
GNSS是目前最常用的物联网设备定位技术，其典型代表
是美国的GPS系统。通过接收卫星信号，设备可以实现全球
范围内的位置定位。但由于GNSS信号在室内、深山和城市
高楼等复杂环境下容易受到阻碍，精确定位的能力受到限制。
2. 无线局域网（WLAN）定位
WLAN定位技术是基于Wi-Fi信号的测距和定位技术。通过在环境中布置Wi-Fi访问点，设备可以利用信号强度、时间差或三角测量等方法进行位置定位。WLAN定位技术能够实现室内定位，并具有较高的定位精度。然而，该技术的定位范围受到WLAN覆盖范围的限制。
3. 蓝牙定位
蓝牙定位技术是基于蓝牙信号的定位技术。通过设备和基站之间的信号强度、时间差等参数，实现对设备位置的定位。蓝牙定位技术可以实现室内定位，并具有较低的能耗和较高的定位精度。但由于蓝牙信号在传输过程中会受到物体遮挡和多径效应的影响，因此在复杂环境下的精确定位能力有所限制。
物联网应用的LBS定位
应用类型
存在问题
功能特点
方案优势
–货物跟踪 – 车辆监管 – 外勤人员监管 – 汽车防盗
–司机私自开锁， 进行货物调换；
–不知道货到那个 地方；
–电子定位锁，开锁触发告警； –内置记忆模块，记录开锁次数 –具备定位功能，记录开锁位置
及货物轨迹；
–实时告警，可回收，重复 使用；
–成本低； –低功耗；
–对于车辆外出 难于监管；
Map&Content Database
GIS Engine
SCP
LBS Server
GMLC
PERNET LBS System
第13页/共30页
迭加的定位网络
系统逻辑结构
数据类的应用接入
INTERNET 数据类业务应用
GPS定位应用接入
GPS卫星网 语音类位置业务应用
定
位 GIS
业 务
内 Location CP
第11页/共30页
内容目录
业务概述 功能介绍 技术方案 运营方案 应用案例 意义与价值
第12页/共30页
系统网络图
Internet User
GSM 定 位终端
GSM定位锁 GSM 防盗跟踪
GSM 定位终端
智能终端
Internet
Wireless Network
户外定 位终端
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室内环境的复杂性
•多径效应 原因：障碍物反射电磁波，反射波和原始波在接 收端混叠
室内障碍物众多，多径效应明显
需求主要来自企业和个人 难以购置ToA，TDoA，AoA等技术所需的昂贵硬件
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
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物联网定位系统
•无线室内环境定位
RSS定位技术（Radio Signal Strength）
– 开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务 ，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度0． 2米／秒。
– 授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授 时和通信服务以及系统完好性信息。
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物联网定位系统
•GPS典型应用：汽车导航
•最初仅能提供位置和周边地图 •第二代汽车导航系统可根据目的地自动计算“最短”
•本章内 容
•1 位置信息 •2 定位系统
•3 定位技术
•4 物联网对定位技术的新挑战
•除了距离，哪些空间信息还可用于定位技术？
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物联网定位系统
•3 定位技术
•定位技术的关键：
•有一个或多个已知坐标的参考点 •得到待定物体与已知参考点的空间关系
•定位技术的两个步骤：测量物理量→根据物理量确定目标位置 •常见定位技术：
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
物联网定位系统
ToA定位法
•定位原理
得到Ti(i=1,2,3)后，由Ti*c得到设备到 基站i之间的距离Ri，然后根据几何只是 建立方程组并求解。 误差大
时钟同步精度要求高 多径效应（波的反射和叠加原理）
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物联网定位系统
TDoA定位法
设备的位置
•结合感知技术，还可以监控设备的状况
✓是否空闲 ✓是否故障 ✓是否老化
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
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物联网定位系统
•新兴定位系统
A-GPS（Assisted GPS）
•GPS定位和蜂窝基站定位的结合体 •利用基站定位确定大致范围 •连接网络查询当前位置可见卫星 •大大缩短搜索卫星的时间
物联网定位系统
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2020/11/22
物联网定位系统
内容提要
PPT文档演模板
•通过定位系统获
取位置信息是物联网时 代的重要研究课题。 •本章将典型的定位系 统和定位技术。
物联网定位系统
•本章内 容 •1 位置信息
•2 定位系统 •3 定位技术 •4 物联网对定位技术的新挑战
•位置信息的三大要素是什么？
•Pt:发送功率；G天线 增益；载波波长
•问题：理想公式实际难以应用
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物联网定位系统
•基于信号特征的定位
•解决方法：
•将信号强度看做“特征” •预先布置N个参考节点 •测出N个参考节点信号的强度，得到一个N维向量 •事先测出区域中每个位置的特征向量 •将目标测出的特征向量和事先测量值比对，找出 位置
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卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
物联网定位系统
北斗一号
• 由4颗卫星、中心控制系统、标校系统和各 类用户机组成
• 系统能容纳的用户数为每小时540000户 • 用户终端机工作时要发送无线电信号
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物联网定位系统
北斗2卫星导航系统
• 2020年完成 • 由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成 • 提供两种服务方式，即开放服务和授权服务
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卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
物联网定位系统
•蜂窝基站定位
•GSM蜂窝网络
通讯区域被分割成蜂窝小区 每个小区对应一个通讯基站 通讯设备连接小区对应基站进行通讯
•利用基站位置已知的条件，可对通讯设备进行定位
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
•定位原理
对TOA定位的改进，与TOA的不同之处在于，得到Ti 后不是立即用Ti去求距离Ri，而是先对T1,T2,T3两两求 差，然后通过建立方程组并求解。
•特点
抵消其中很大一部分的时间误差和多径效应带来的误 差，因而可以大大提高定位的精确度
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物联网定位系统
AoA定位法
•定位原理
基于信号的入射角度进行定位。 根据夹角α1和α2 ，可以画出两条射线L1、L2；L1月L2的交点就是设备的 位置
物联网定位系统
•基于距离差的定位（TDoA）
基于距离 基于距离差
基于信号特征
•距离差测距方法
•测量目标广播信号
•参考点i，j分别记录信号接收到的时刻ti，tj
•测量目标到i，j的距离差
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物联网定位系统
•基于距离差的定位（TDoA）
基于距离 基于距离差
基于信号特征
•位置计算方法
•至少两组数据联立方程求解
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
物联网定位系统
•新兴定位系统（续）
网络定位
–用于无线传感网、自组织网络 –利用网络节点间距离、方向、相对位置等地理信息 –通过少量位置已知节点，定位出全网络节点的位置
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卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
物联网定位系统
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物联网定位系统
•多基站定位法
•三基站，最常用的是ToA/TDoA定位法
基于时间的定位 ToA（Time of Arrival）10S TDoA（Time Difference of Arrival）
•二基站，AoA定位法 –AoA（ Angle of Arrival ）
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–使用信号强度进行定位 –利用已有的无线网络（蓝牙、Wi-Fi、ZigBee） –RFID、红外线、超声波、蓝牙、超宽带……
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卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
物联网定位系统
•RFID定位典型应用
•资产管理
•在设备上贴上RFID标签
•需要使用时通过RFID定位找到标签的位置，从而定位
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物联网定位系统
•为什么需要定位？
•基于位置的服务
✓自动导航 ✓搜索周边服务信息 ✓基于位置的社交网络：Four square
•位置信息和我们的生活息息相关
•位置信息不是单纯的“位置”
•地理位置（空间坐标） •处在该位置的时刻（时间坐标） •处在该位置的对象（身份信息）
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物联网定位系统
•单基站定位法
•COO定位（Cell of Origin）
将移动设备所属基站的位置视为移动设备的位置
精度直接取决于基站覆盖的范围 基站分布疏松地区，一个基站覆盖范围半径可达
数公里，误差巨大
•优点：简单、快速(2-3S)，适用紧急情况
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
物联网定位系统
•本章内 容
•1 位置信息
•2 定位系统
•3 定位技术 •4 物联网对定位技术的新挑战
•典型的定位系统有哪些？各自有哪些特点？
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物联网定位系统
•现存主流定位系统
•卫星定位：GPS •蜂窝基站定位 •无线室内环境定位 •新兴定位系统：A-GPS，网络定位
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– 全程数十秒
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卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
物联网定位系统
•新兴定位系统（续）
无线AP定位
–利用可见Wi-Fi接入点来定位（MAC∽AP位置） –在大城市中，无线AP数目多，定位非常精确 –在iPhone中成熟应用（有GPS时：AP+GPS；AP）
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物联网定位系统
卫星定位
•各国的卫星定位系统
•美国：GPS •俄罗斯：GLONASS •欧盟：伽利略 •中国：北斗一号（区域）、北斗二号（全球）
•GPS是目前世界上最常用的卫星导航系统。
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卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
物联网定位系统
•GPS：发展简史
•1973年，美国国防部开始GPS计划 •1983年，里根承诺将来对民间开放使用 •1989年，正式开始发射GPS工作卫星 •1994年，卫星星座组网完成，投入使用 •2000年，克林顿下令取消军用/民用信号的精度差别对 待（20m/300m)
•方法2：测量波的往返时间
•发送端于时刻 发送波 •接收端收到波后，等待时间 后返回同样的波 •发送端记录收到回复的时间 •距离
基于距离 基于距离差 基于信号特征
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物联网定位系统
•基于距离的定位（ToA）
位置计算方法
多边测量（也称多点测量） •平面上定位，取三个参考点 •以每个参考点为圆心，到该参考点的距离为 半径画圆，目标必在圆上 •平面上三个圆交于一点
实际中取用超过三个参考点，用最小二乘法减少误 差
基于距离 基于距离差 基于信号特征
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物联网定位系统
•基于距离差的定位（TDoA）
基于距离 基于距离差
基于信号特征
•ToA的局限
•需要参考点和测量目标时钟同步
•TDoA
•不需要参考点和测量目标时钟同步
•参考点之间仍然需要时钟同步
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路线 •互联网时代，汽车导航可从交管部门取得路况咨询，
优化路线，找出“最快”路线
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卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
物联网定位系统
•GPS典型应用：汽车导航
•物联网时代，感知更透彻
✓综合道路状况，污染指数，天气状况，加油站的 分布，驾驶员的身体状况等各种因素找出“最佳” 路线 ✓由“以路为本”转变到“以人为本”
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物联网定位系统
•GPS：定位原理
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物联网定位系统
• GPS：定位原理
• 预备知识
– 在地表室外绝大位置至少有6颗星在视线范围 – 每颗星上装备铯原子钟(140万年误差1秒：
4.4*10^-13/s)
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物联网定位系统
•GPS：系统结构
•宇宙空间部分
24颗工作卫星：6轨道*4星
•地面监控部分（全部在美国境内）
1个主控中心（另有1个备用） 4个专用地面天线 6个专用监视站
•用户设备部分
GPS接收机（天线、处理器、时钟）
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•缺点：不能应对动态变化
基于距离 基于距离差 基于信号特征
•实际采用多组数据最小二乘法求解
•每次测量结果
•参考点坐标
•到参考点的距离
•构建方程：
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物联网定位系统
•基于信号特征的定位
•ToA和TDoA都需要接收端特殊装置
•基于信号特征的定位直接利用无线通信的射频信 号定位，不需要额外设备 •原理：信号强度随传播距离衰减
基于距离 基于距离差 基于信号特征
✓基于距离的定位（ToA） ✓基于距离差的定位（TDoA） ✓基于信号特征的定位（RSS）
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物联网定位系统
•基于距离的定位（ToA）
距离测量方法
距离d = 波速v * 传播时间Δt 传播时间Δt = 收到时刻t – 发出时刻t0
问题：接受端如何得知t0？（GPS）
基于距离 基于距离差 基于信号特征
•典型应用：紧急电话定位
•美国E-911系统
•拨打报警电话时，根据基站定位出手机位置，自
动接到最近警局
•综合了各种定位系统，包括ToA，TDoA，AoA，
RSS，A-GPS
•使用时尝试各种定位方法，择优而用
卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
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物联网定位系统
•无线室内环境定位
•特点
需要定向天线阵列
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物联网定位系统
•蜂窝基站定位：主要优缺点
•优点
不需要GPS接收机，可通讯即可定位 启动速度快 信号穿透能力强，室内亦可接收到
•缺点
定位精度相对较低 基站需要有专门硬件，造价昂贵
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卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统
物联网定位系统
– 卫星不断广播信息：每条信息包含信息发出时 刻、卫星在该时刻的坐标、时钟误差
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物联网定位系统
•GPS：定位原理
•，
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物联网定位系统
GPS：授时原理
•，
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•20ns
物联网定位系统
•GPS：主要优缺点
•优点
精度高 全球覆盖，可用于险恶环境
•缺点
启动时间长(3-5分钟) 室内信号差 需要GPS接收机
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物联网定位系统
•基于距离的定位（ToA）
方法1：利用波速差
发送端同时发送一道电磁波和声波（来自百度文库0未知) 接收端记录：
•电磁波到达时刻
•声波到达时刻 距离
•如何得到？
基于距离 基于距离差 基于信号特征
由于 远大于 ，上式可简化为
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物联网定位系统
•基于距离的定位（ToA）