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物联网定位技术超全解析!定位正在从室外走向

时间:2019-05-22 17:37 来源:未知 编辑:admin

核心提示

早在15世纪,当人类开始探索海洋的时候,定位技术也随之催生。当时的定位方法十分粗糙,就是是运用航海图和星象图以确定自己的位置。 随着社会的进步和科技的发展,定位技术在...

早在15世纪,当人类开始探索海洋的时候,定位技术也随之催生。当时的定位方法十分粗糙,就是是运用航海图和星象图以确定自己的位置。

随着社会的进步和科技的发展,定位技术在技术手段、定位精度、可用性等方面均取得质的飞越,并且逐步从航海、航天、航空、测绘、军事、自然灾害预防等“高大上”的领域逐步渗透社会生活的方方面面,成为人们日常中不可或缺的重要应用——比如人员搜寻、位置查找、交通管理、车辆导航与路线规划等等……

总体来说,定位可以按照使用场景的不同划分为室内定位和室外定位两大类,因为场景不同,需求也就不同,所以分别采用的定位技术也不尽相同。

  成熟的室外定位技术

目前应用于室外定位的主流技术主要有卫星定位和基站定位两种。

  1.卫星定位

卫星定位即是通过接收卫星提供的经纬度坐标信号来进行定位,卫星定位系统主要有:美国全球定位系(GPS)、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)、欧洲伽利略(GALILEO)系统、中国北斗卫星导航系统,其中GPS系统是现阶段应用最为广泛、技术最为成熟的卫星定位技术。

GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分、地面控制部分、用户设备部分。

空间部分是由24颗工作卫星组成,它们均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4颗),卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象;

控制部分主要由监测站、主控站、备用主控站、信息注入站构成,主要负责GPS卫星阵的管理控制;

用户设备部分主要是GPS接收机,主要功能是接收GPS卫星发射的信号,获得定位信息和观测量,经数据处理实现定位。

GPS的定位原理说白了就是通过四颗已知位置的卫星来确定GPS接收器的位置。

要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰,这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离,而是伪距)。

当GPS卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。然而,由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步,所以除了用户的三维坐标x、y、z外,还要引进一个变量t即卫星与接收机之间的时间差作为未知数,然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置,至少要能接收到4个卫星的信号。

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