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

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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。

基于WIFI的室内定位技术研究

1背景

时间和空间是人们生活、生产的基本要素，人们的一切活动都离不开时间和空间。随着无线通信技术的发展和人们生活水平的提高，基于位置的服务（Location-Based Service，LBS）需求量不断增长，发展迅速，受到大家的广泛关注，并且在社交网络、广告服务、旅游、购物、公共安全服务等诸多领域得到广泛应用[1]。

根据定位环境的不同，无线定位技术大致可分为室外定位和室内定位两大类。以美国的全球定位系统（Global Positioning System, GPS）为代表的全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS），室外定位技术已经相当成熟，可靠性好、精度高，给室外定位带来了极大的便利，并且在军事、交通、测绘、环境监测等领域得到广泛应用。然而人们日常生活的大部分时间都在室内活动，人们已经不再满足于只能在室外享有基于位置的信息服务，室内定位的需求变得日益强烈。卫星信号不能穿透建筑物，并且在障碍物遮挡较为严重的情况下，卫星定位系统无法给出可靠的定位结果甚至无法定位。因此，全球导航卫星系统不能满足人们室内定位的需求，于是室内定位技术应运而生。

目前室内定位技术主要有光跟踪定位技术、A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术和WiFi技术等。光跟踪定位技术要求探测器和跟踪目标之间可视，这使得光跟踪技术的应用受到很多限制。A-GPS定位技术通过延长每个码的延迟时间来提高信号的灵敏度，需要通过相关机搜索延迟码，需要在手机内集成GPS 接收机，这就决定了A-GPS定位技术使用范围的局限性[2]。超声波定位目前大多数采用反射式测距法，定位精度可达厘米级，精度较高，但容易受到反射、透射、绕射等多径效应的影响，且成本较高[3]。蓝牙技术所需的设备体积小，易于集成在PDA、PC以及手机中，但它在复杂的环境中稳定性差，覆盖范围小。WiFi技术是一种新型的信息获取技术，具有覆盖范围广、传输速度快、成本较低、易于安装、稳定性高等特点，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[4,5]。

现在的笔记本电脑、PDA和智能手机等移动设备都支持WiFi介入技术，而且WiFi网络的接入点分布于餐厅、宾馆、机场、学校、医院和个人家庭等各种不同的场所。在日常生活中，可以说WiFi无处不在。因此，将WiFi技术应用于定位领域，具有很好的发展前景。

2室内定位技术相关理论

2.1定位技术简介

定位技术是指在某环境下确定某一时刻待定位移动终端在某种参考坐标系的中的具体位置[6]。目前最流行的就是GNSS，但其需要在相对地域较为空旷、高层的建筑不多的地方才能精准定位，室内定位目前无法使用。室内定位技术就是指在室内环境下确定某一时刻移动终端在某种参考坐标系中的具体位置。在室内环境下，大多都采用无线局域网（WLAN）来估计接收终端的位置，无线局域网中的接入点（Access Point，AP）类似无线通信网络中的基站，在定位中发挥主要作用。几乎所有的无线局域网都使用射频信号（Radio Frequency）来进行通信，因为无线电波能够穿透大部分的室内墙壁以及障碍物，所以WiFi可以提供更大的覆盖范围，给定位带来便捷。

室内定位可以分成基站型（Network Based）和移动终端型（Mobile Terminal Based）两大类。基站型是由各个基站接收移动终端上传的信号，利用接收到的信号进行定位；移动终端型是由移动终端利用各个基站下传的信号做定位运算。其中上传和下传的信号可分为接收的信号强度（Received Signal Strength Indication，RSSI）、信号到达的角度（Angle of Arrival，AOA）、信号到达的时间（Time of Arrival，TOA）以及不同信号到达的时间差（Time Difference of Arrival，TDOA）等。整个定位的流程错误!未找到引用源。所示。