物联网技术导论 -课件 第6章 定位技术与位置服务

物联网

技术导论数字经济系列教材第6章

定位技术与位置服务物联网

技术导论016.1定位技术概述026.2定位技术目录CONTENTS026.3位置服务6.1定位技术概述位置信息位置信息是各种物联网应用系统能够实现服务功能的基础，位置信息涵盖了空间、时间与对象三要素，通过定位技术获取位置信息是物联网应用系统研究的一个重要问题。导航与定位系统导航与定位系统的基本任务就是以某种手段或方式，引导运行体安全、准确、便捷、经济地在规定时间内按一定的路线到达目的地。在导航过程中，系统要实时、连续地给出运行体的位置、速度、加速度、航向等参数。概述6.1定位技术概述定位技术分类按照用户使用时相对依从关系分类自备式（自主式）导航系统他备式（非自主式）导航系统按照用户使用时相对依从关系分类地磁导航声呐导航惯性导航光学导航无线电导航6.2定位技术卫星导航系统定位技术全球卫星导航系统(GNSS)GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)指的是全球卫星导航系统，是能在全球范围内提供导航服务的卫星导航系统的通称。美国GPS、俄罗斯GLONASS、中国北斗卫星导航系统和欧洲GALILEO，是联合国全球卫星导航系统国际委员会认可的四大核心供应商。6.2定位技术卫星导航系统定位技术全球定位系统(GPS)GPS是美国的卫星导航定位系统，能连续地为用户提供三维位置、三维速度和时间信息，定位精度优于10m，测速精度优于0.1m/s，计时精度优于10ns。GPS是目前全球使用最多的卫星导航定位系统。子午仪卫星导航系统(Transit)Transit是美国的导航定位卫星系统，又称海军卫星导航系统（GNSS）。这是全球首个卫星导航系统，Transit系统卫星星座由6颗卫星组成，部署在6个轨道面，卫星运行于距地面1100千米的圆形极轨道。为了消除电离层产生的误差，在150Mhz和400MHz两个频率播发导航信号，定位精度50米。6.2定位技术卫星导航系统定位技术伽利略卫星导航系统

(GALILEO)GALILEO的基本服务是导航、定位、授时，还具备特殊服务如搜索与救援(SAR)功能。当前GALLEO系统已开始为飞机导航和着陆系统、铁路安全运行调度、海上运输系统、陆地车队运输调度、精准农业等应用领域提供服务。格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)GLONASS最早由苏联开发，后由俄罗斯继续该计划。GLONASS于2007年开始运营，当时只开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务，2009年其服务范围拓展到全球，作用类似于美国的GPS。6.2定位技术卫星导航系统定位技术北斗卫星导航系统

(BDS)北斗卫星导航系统(BeiDouNvigationSalteSystem,BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，现阶段由55颗卫星提供服务。系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时和短报文通信服务，在服务区域内可提供1-2米、分米级和厘米级实时高精度导航，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。6.2定位技术移动通信定位技术移动通信定位技术通过移动运营商的网络获取移动终端用户的位置信息（经纬度坐标），并在电子地图平台的支持下为用户提供相应服务的一种增值业务。基于蓝牙的定位系统通过测量信号强度进行定位。超宽带定位技术超宽带（UWB）定位技术利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点，与新加入的盲节点进行通信，并利用三角定位或者“指纹”定位方式来确定位置。基于RFID的定位技术典型的射频识别（RFID）室内定位系统通过参考标签和待定标签的信号强度（RSSI）进行分析计算，得出待定位标签的位置坐标。基于Wi-Fi的定位技术无线局域网（WLAN）可以实现定位、监测和追踪任务。WLAN定位也成为Wi-Fi定位，其中网络节点自身定位是大多数应用的基础和前提。混合定位技术辅助GPS定位（A-GPS）是一种混合定位技术，是GPS定位技术与蜂窝网络的结合。6.3位置服务是通过获取用户的位置信息为用户提供包括交通引导、地点查询、位置查询、车辆跟踪、商务网点查询、紧急呼叫等众多服务的技术基础。位置服务概述位置服务，又称基于位置的服务，是指采用无线定位、GIS、Internet、无线通讯、数据库等相关技术交叉融合的一种基于空间位置的信息服务。6.3位置服务地理信息系统（GIS，GeographicInformationSystem）是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统。其结合了地理学、地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域。各种数字地图模式地理信息系统GIS的组成人员：是GIS中最重要的组成部分。数据：精确的可用的数据可以影响到查询和分析的结果。硬件：硬件的性能影响到软件对数据的处理速度。软件：包含GIS软件，各种数据库，绘图、统计、影像处理及其它程序。过程：GIS要求明确定义，一致的方法来生成正确的可验证的结果。6.3位置服务地理信息系统GIS的功能数据采集与输入：指在数据处理系统中将系统外部的原始数据传输给系统内部，并将这些数据从外部格式转换为系统便于处理的内部格式。数据编辑与更新：主要包括图形编辑和属性编辑制图：GIS要能将地面上的实体图形数据和描述它的属性数据输出到数据库中并能编制用户所需要的各种图件空间数据库管理：地理对象通过数据采集与编辑后,形成庞大的地理数据集，对此需要利用数据库管理系统来进行管理空间查询与分析：主要包括数据操作运算、数据查询检索与数据综合分析。GIS的功能6.3位置服务高精度地图绝对精度高目前行业普遍认为高精度地图的精度需