物联网定位方式与技术共33页文档
物联网定位技术
图6.7 GPS定位原理： R1’，R2’，R3’和R4’为所测伪距
GPS定位可分为单点定位和相对定位 （或称差分定位）。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。 利用单独的GPS接收机定位的精度为30 米左右。为了有效提高定位精度，提 出了差分定位技术。
一、定位的概念
物联网中用于获取物体位置的技术统称为 定位技术。
物联网中的所谓“物体”的概念非常 广泛：它既可以指人，也可以指设备。
二、定位技术发展简史
➢早期的航海活动中主要是通过沿着海岸线建 造在航道的关键部位建造灯塔来对船只进行 导航。这些定位技术的精度非常差，并且覆 盖范围不广。
➢无线电技术出现以后，人们可以进行更大范 围的和更加精确的定位。最早的基于无线电 技术的定位系统是罗兰远程导航系统，建立 于20世纪40年代，其最初的目的是用于海军 中的中程无线电导航。
罗兰系统的示意图
A和B是一对基站，同时发送信号。用户根据收到信号的时间差来确定自己的位 置是在哪个双曲线上。图中不同的双曲线对应于不同的时间差。
➢随着人造卫星技术的发展，人 们开始利用人造卫星来构建更精 确，覆盖范围更广的定位/导航系 统。地球同步轨道卫星可以以相 对地球静止的方式在太空轨道中 运行，这就提供了一种方式来为 定位系统提供固定的参考点。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和 用户段三部分组成，空间段包括5颗静 止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地 面段包括主控站、注入站和监测站等若
干个地面站，用户段包括北斗用户终端 以及与其他卫星导航系统兼容的终端。
北斗一号
北斗卫星导航试验系统（双星定位导航 系统）是利用地球同步卫星为用户提供 快速定位、简短数字报文通信和授时服 务的一种全天候、区域性的卫星定位系 统。该系统主要由由空间星座、地面控 制中心系统和用户终端三部分构成。空 间星座部分包括三颗地球同步轨道卫星， 包括两颗地球静止卫星和一颗在轨备份 卫星。
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能化程度，加强对城市安全的防范。
2.4 其他物联网中的定位与跟踪技术还可以广泛应用于医疗、教育、公共安全等领域，可以提高社会服务的质量和效率，还可以更好地保障公众的安全和利益。
三、定位与跟踪技术在实际应用中的挑战及解决方案3.1 技术限制物联网中的定位与跟踪技术在实际应用中受到多种因素的影响，比如环境、天气、信号干扰等，这些因素会影响技术的准确度和可靠性。
物联网定位技术
GPS 的地面监控部分主要由分布全球的6 个地面站构成，其中包括卫星监测站、主 控站、备用主控站和信息注入站。主控站 位于美国科罗拉多州的谢里佛尔空军基地， 是整个地面监控系统的管理中心和技术中 心。另外还有一个位于马里兰州盖茨堡的 备用主控站，在发生紧急情况时启用。注 入站目前有4个，其作用是把主控站计算 得到的卫星星历、导航电文等信息注入到 相应的卫星。
总的来说，GPS定位系统有如下特点： 1）能够全球、 全天候工作。能够覆盖 全球98%的面积。 2）定位精度高。单机定位精度优于10m， 采用差分定位，精度可达厘米级和毫米 级。 3）操作简便，应用广泛。只需要一台 GPS接收机即可准确确定用户所在的位 置。已经广泛的应用于军事工程，道路 工程，车辆。船舶导航等多种应用中。
注入站同时也是监测站，另外还有位于夏 威夷和卡纳维拉尔角2处监测站，故监测 站目前有6个。监测站的主要作用是采集 GPS卫星数据和当地的环境数据，然后发 送给主控站。
用户设备部分用户设备主要是GPS接收机， 它是一种特制的无线电接收机，主要作用 是从GPS卫星收到信号并利用传来的信息 计算用户的三维位置及时间。用户设备部 分的主要设备是GPS 接收机。
北斗卫星导航系统简介
北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS） Navigation Satellite System﹞是我国正在实 施的自主发展、独立运行的全球卫星导航 系统。其建设目标是建成独立自主、开放 兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的 卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成， 形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、 推广和保障体系，推动卫星导航在国民经 济社会各行业的广泛应用。
（1）GPS的组成 GPS系统主要由空间星座部分、地面监控 部分和用户设备部分组成。GPS 系统的 星座部分主要由24 颗卫星构成，其中21 颗为工作卫星，另外3 颗为备用卫星，用
物联网中的定位技术综述
物联网中的定位技术综述一、引言随着物联网技术的不断发展，越来越多的设备和物品被连接的网络上，各种数据也被大规模地收集和分析。
其中，定位技术作为物联网的重要组成部分，在实现智能化管理、安全防范以及智能交通等方面发挥着重要作用。
本文将对物联网中的常见定位技术进行简要综述，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、GPS定位技术全球定位系统（GPS）是目前最成熟的卫星定位系统，适用于任何地方、任何天气下的精准定位，其定位精度在10-100米之间。
GPS应用广泛，主要用于车辆、人员、物品等的定位，可以实现远程监控、路线规划、位置提醒等功能。
GPS技术采用卫星定位原理，可以通过全球定位系统接收器获取卫星发出的信号，将其转换成位置信息，并在地图上显示出当前位置。
由于信号传输需要经过大气层，GPS也存在一定的误差问题。
三、基站定位技术基站定位技术是一种基于无线电通信的定位技术，通过手机与基站的信号交互来获取定位信息，可以实现在城市或室内环境下的定位。
基站定位技术的精度相对较低，一般在100-1000米左右，但其定位成功率较高。
基站定位技术多用于广告投放、位置服务、市场调查等领域。
四、WiFi定位技术WiFi定位技术是一种基于无线网络的定位技术，利用WiFi信号覆盖范围内的位置及信号强度信息来实现室内定位。
WiFi定位技术的精度较高，可以达到5-20米左右，但需要在移动设备上安装相应的软件，同时WiFi信号强度也容易受环境干扰的影响。
WiFi定位技术广泛用于室内导航、商场广告投放等场合。
五、蓝牙定位技术蓝牙定位技术是一种基于蓝牙信号的定位技术，通过检测信号的强度和到达时间来实现室内定位。
蓝牙定位技术的精度可达到1-10米左右，且技术成本较低，但需要在设备上安装特定的蓝牙信号接收器，同时需要在室内布置相关的蓝牙信号发射器。
蓝牙定位技术广泛应用于室内定位、智能家居等领域。
六、总结物联网中的定位技术分为GPS定位技术、基站定位技术、WiFi定位技术和蓝牙定位技术等多个方面，每种技术都有其独特的特点和应用场景。
物联网中的位置追踪与定位技术研究
物联网中的位置追踪与定位技术研究物联网（IoT）是指利用传感器、设备和网络连接物理世界中的各种对象，通过互联网进行数据交换和通信的系统。
在物联网中，位置追踪和定位技术起到重要的作用。
本文将对物联网中的位置追踪与定位技术进行研究和探讨。
一、简介在物联网应用中，准确获得物体的位置信息是至关重要的。
通过位置追踪与定位技术，可以实时获取物体的位置坐标，从而实现精准的实时监控、数据分析和智能决策。
目前，常用的物联网定位技术包括全球卫星导航系统（GNSS）、蓝牙定位、射频识别（RFID）、无线传感器网络（WSN）和物联网协议等。
二、全球卫星导航系统（GNSS）全球卫星导航系统（GNSS）是目前最为常用和广泛应用的定位技术。
其中，最著名的是美国的全球定位系统（GPS），该系统通过一组卫星和地面接收器，实时测量接收器与卫星之间的距离，从而计算出接收器的位置坐标。
除了GPS，GLONASS（俄罗斯）、Galileo（欧盟）和BeiDou（中国）等卫星导航系统也得到了广泛的应用。
全球卫星导航系统具有较高的定位精度和广域的覆盖范围，适用于室内和室外不同环境。
三、蓝牙定位技术蓝牙定位技术在物联网中也扮演着重要的角色。
蓝牙定位技术通过与蓝牙设备的通信来确定物体的位置。
这种定位方式的优势在于其较低的成本和易于部署。
蓝牙定位技术适用于室内定位，特别适用于大型商场、展览馆、医院等需要实时定位的场所。
蓝牙定位技术的定位精度受限于信号强度衰减和混杂干扰等因素，通过部署多个蓝牙节点可以提高定位精度。
四、射频识别（RFID）射频识别（RFID）技术是通过将物体附带有RFID标签，借助读写器和标签之间的无线通信，来实现对物体位置的追踪和定位。
RFID技术有着较长的使用历史和广泛的应用领域，它不仅可以用于物品追踪，还可以用于工厂物流管理、车辆定位、动物追踪等。
与其他定位技术相比，RFID技术的优势在于标签的低成本、小体积和长周期的使用寿命。
物联网定位方式与技术 PPT
大家好
8
GPS定位的缺陷
➢ 对时钟的精确度要求极高，造成成本过高，受限于成本，接 收机上的时钟精确度低于卫星时钟，影响了定位精度。
➢ 理论上三个卫星就可以定位，但在实际中用GPS定位至少要 四颗卫星，这极大的制约了GPS的使用范围；当处室内时， 由于电磁屏蔽效应，往往难以接收到GPS信号，因此GPS这 种定位方式主要在室外施展拳脚。
大家好
6
三球交会定位原理示意图
大家好
7
接收机与GPS卫星间距离测定
➢每颗卫星都在不断地向外发送信息，每条信息 中都包含信息发出的时刻，以及卫星在该时刻 的坐标。接收机会接收到这些信息，同时根据 自己的时钟记录下接受到信息的时刻。用接收 到信息的时刻减去信息发出的时刻，得到信息 在空间中传播的时间。用这个时间乘上信息传 播的速度，就得到了接收机到信息发出时的卫 星坐标之间的距离。
➢ 基于以上原因，人们在实际中用的更多的是 TDoA（Time Difference of Arrival)定位方法，不是直接用信号的发送和到 达时间来确定位置，而是用信号到达不同基站的时间差来建 立方程组求解位置，通过时间差抵消掉了一大部分时钟不同 步带来的误差。
大家好
12
AoA定位
➢ToA和TDoA测量法都至少需要三个基站才能 进行定位，如果人们所在区域基站分布较稀疏， 周围收到的基站信号只有两个，就无法定位。 这种情况下，可以使用AoA（Angle of Arrival） 定位法。只要用天线阵列测得定位目标和两个 基站间连线的方位，就可以利用两条射线的焦 点确定出目标的位置。
➢ 用户设备部分：要使用GPS系统，用户必须具备一个GPS专用接收机。 接收机通常包括一个和卫星通信的专用天线，用于位置计算的处理器， 以及一个高精度的时钟。
物联网中的位置定位和路径规划技术研究与应用
物联网中的位置定位和路径规划技术研究与应用随着物联网技术的快速发展，物联网应用已经渗透到各个领域，如智能家居、智能交通等。
而在这些应用中，位置定位和路径规划技术起到了至关重要的作用。
本文将对物联网中的位置定位和路径规划技术进行研究与应用分析。
首先，我们先来了解一下物联网中的位置定位技术。
位置定位技术是指通过各种传感器、设备和算法，确定物联网终端或设备的地理位置坐标的技术手段。
目前常用的位置定位技术包括GPS、无线定位技术和蓝牙定位技术等。
全球定位系统（GPS）是最常见且广泛应用的位置定位技术之一。
通过在物联网设备上集成GPS芯片，可以通过接收卫星信号来确定设备的地理位置。
这种技术在智能导航、物流追踪等领域有着广泛的应用。
除了GPS定位技术，无线定位技术也是物联网中常用的一种位置定位技术。
无线定位技术可以通过接收无线信号、蓝牙信号或Wi-Fi信号等，来确定设备的位置。
这种技术具有成本低、适用范围广等优点，被广泛应用在室内定位、商场导航等场景中。
另外，蓝牙定位技术也在物联网中得到了广泛的应用。
通过在设备上部署蓝牙信标，并结合蓝牙信号的强弱和方向，可以实现设备的较精确定位。
这种技术在室内定位、人员追踪等方面有着广泛的应用前景。
在了解了物联网中的位置定位技术之后，我们继续讨论路径规划技术在物联网中的应用。
路径规划技术是指通过算法和数据分析，为物联网设备提供最佳的路径选择。
目前常用的路径规划技术包括A*算法、Dijkstra算法和递归神经网络等。
A*算法是一种常用的路径规划算法，通过利用启发式函数估计路径的最优性，并结合图的搜索算法，可以找到两点之间的最佳路径。
这种算法在自动驾驶、智能交通等领域得到了广泛的应用。
Dijkstra算法也是一种常用的路径规划算法，通过不断更新节点之间的最短距离，从起点到终点找到最短路径。
这种算法在物流配送、路线规划等领域有着广泛的应用。
递归神经网络是一种深度学习算法，可以通过学习大量的路径数据，为物联网设备提供路径规划建议。
物联网中的位置定位与跟踪
物联网中的位置定位与跟踪随着物联网技术的不断发展和普及，物联网中的位置定位与跟踪成为人们关注的热点。
位置定位和跟踪技术在物联网中具有重要的意义，它们不仅可以满足人们对实时位置信息的需求，还可以为各种应用场景提供更多的服务和应用。
一、位置定位技术的发展位置定位技术是物联网中的关键技术之一，它可以准确地确定物体或者个人的位置。
随着技术的不断进步，位置定位技术也在不断的发展和改进。
目前常见的物联网位置定位技术有全球卫星定位系统（GNSS）、无线传感网络（WSN）和射频识别（RFID）等。
1. 全球卫星定位系统（GNSS）全球卫星定位系统（GNSS）是一种通过卫星信号实现位置定位的技术。
目前最著名的GNSS系统是美国的GPS 系统、俄罗斯的GLONASS系统和中国的北斗系统。
这些系统通过一系列卫星发射信号，并由接收器进行解算，确定接收器的位置。
GNSS定位技术具有全球覆盖、高精度和实时性强等特点，广泛应用于导航、物流追踪和智能交通等领域。
2. 无线传感网络（WSN）无线传感网络（WSN）是一种由传感器节点组成的网络系统。
每个传感器节点都配备有位置传感器和无线通信模块，可以互相通信并传输数据。
通过将多个传感器节点分布在不同位置，可以实现对物体位置的监测和定位。
无线传感网络定位技术具有成本低、易于部署和实时性强等优势，广泛应用于环境监测、智能家居和农业等领域。
3. 射频识别（RFID）射频识别（RFID）是一种利用无线电频率识别物体的技术。
通过将标签植入到物体上，读写器可以通过射频信号与标签进行通信，并获取标签的信息。
RFID定位技术可以实现对物体的追踪和定位，可以用于货物追踪、设备管理和人员出入等场景。
二、位置跟踪技术的应用位置跟踪技术在物联网中有广泛的应用。
下面将介绍几个常见的应用场景。
1. 物流管理物流管理是位置跟踪技术最常见的应用之一。
通过在物品上绑定定位设备或者标签，可以实时追踪物品的位置和状态。
物联网定位技术
北斗二号
以北斗导航试验系统为基础，我国开始 逐步实施北斗卫星导航系统的建设，首 先满足中国及其周边地区的导航定位需 求，并进行系统的组网和测试，逐步构 建一个类似GPS的全球卫星导航定位系 统，称为北斗卫星导航定位系统，简称 北斗二号。
6.3 卫星导航系统
➢美国的GPS(Global Positioning System)全球定位系统。 ➢欧洲的伽利略定位系统。 ➢俄罗斯的GLONASS定位系统国国防部主要为满足军事需要 而建立的新一代卫星导航与定位系统， 它具有在海、陆、空进行全方位实时三 维导航与定位的能力。
其基本原理是用一个已知位置的固定接 收机站来测算GPS的误差。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。具有伪距差分功能的 GPS 接收机的定位精度在1—10米之间。
GPS的主要特点
➢随着人造卫星技术的发展，人 们开始利用人造卫星来构建更精 确，覆盖范围更广的定位/导航系 统。地球同步轨道卫星可以以相 对地球静止的方式在太空轨道中 运行，这就提供了一种方式来为 定位系统提供固定的参考点。
➢随着蜂窝移动通信技术的快速发展， 手机用户极大增加。这类定位系统一 般通过是通过测量手机和基站之间的 信号强度、距离或者到达角度，利用 基站的位置来计算手机用户的位置。 移动手机用户一般称作移动台，通过 基站的辅助来定位。
➢室内的无线定位系统一般利用RFID 标签来进行。利用RFID标签的定位系 统可以分为定位标签的和定位RFID读 写器的两种。这类定位系统所采用的
模型可以分为两大类：基于模式匹配 的和基于模型匹配的。
➢无线传感器网络中的定位算法一般利用 一些已知自身位置的节点（称为锚节点） 来辅助一般节点进行定位。算法设计的目 标除了达到较高的精度外，还注重降低开 销，包括通信开销和计算开销，并且将尽 量减少对硬件的要求。
物联网定位技术
为了使测得的距离数据准确有效，GPS 接收机需要安装和卫星上同步的精确时
钟。为了达到所要求的计时精度（纳秒
级），需要使用能够精确计时的原子钟。 但对普通的GPS接收器来说，原子钟的 价格太贵了（价格在5-10万美元之间）。 GPS系统用一个巧妙的方案解决了这一 问题。
每一颗卫星上仍然使用昂贵的原子钟， 但接收机使用的是经常需要调校的普 通石英钟。简言之，接收机接收来自 四颗或更多卫星的信号在计算距离的 同时，对自身的始终误差进行校正， 将自身的时钟调整到与卫星上的原子 时钟相同的值，从而使接收机的时间 与所有卫星上的原子钟相同。
北斗二号
以北斗导航试验系统为基础，我国开始 逐步实施北斗卫星导航系统的建设，首 先满足中国及其周边地区的导航定位需 求，并进行系统的组网和测试，逐步构 建一个类似GPS的全球卫星导航定位系 统，称为北斗卫星导航定位系统，简称 北斗二号。
北斗定位系统与GPS定位系统的比较
与GPS相比，北斗具有如下优点： 北斗导航系统可以提供导航定位服务， 其精度可以达到重点地区水平10米，高 程10米，其他大部分地区水平20米，高 程20米；测速精度优于米/秒。这和美国 GPS的水平是差不多的。 第二，授时服务。授时精度可达到单向 优于50纳秒，双向优于10纳秒。
模型可以分为两大类：基于模式匹配 的和基于模型匹配的。
➢无线传感器网络中的定位算法一般利用 一些已知自身位置的节点（称为锚节点） 来辅助一般节点进行定位。算法设计的目 标除了达到较高的精度外，还注重降低开 销，包括通信开销和计算开销，并且将尽 量减少对硬件的要求。
6.2 定位技术在物联网中的应用
GPS 的地面监控部分主要由分布全球的6 个地面站构成，其中包括卫星监测站、主 控站、备用主控站和信息注入站。主控站 位于美国科罗拉多州的谢里佛尔空军基地， 是整个地面监控系统的管理中心和技术中 心。另外还有一个位于马里兰州盖茨堡的 备用主控站，在发生紧急情况时启用。注 入站目前有4个，其作用是把主控站计算 得到的卫星星历、导航电文等信息注入到 相应的卫星。