定位技术调研.pptx

1、主要内容,第一章 定位方法的发展 第二章 定位技术的种类 第三章 定位技术的应用举例,定位方法的调研,第一章 定位方法的发展,早在15世纪，人类开始探索海洋的时候，定位技术也随之催生。 主要的定位方法是运用当时的航海图和星象图，确定自己的位子。 但是由于当时的科技限制，定位是没有精确度的概念的，只能知道身处的大概位子。,早期的海图,第一章 定位方法的发展,早期的星象图,第一章 定位方法的发展,1958年底美国海军武器实验室，就着手建立为美国军用舰艇导航服务的卫星系统，即“海军导航卫星系统”（Navy Navigation Satellite SystemNNSS）。该系统中，卫星的轨道都通过地

2、极，故也称“子午（Transit）卫星系统”。1964年该系统建成，并在美国军方启用。,子午卫星,第一章 定位方法的发展,1973年美国国防部便开始组织海陆空三军，共同研究建立新一代卫星导航系统的计划。这就是目前所称的“授时与测距导航系统/全球定位系统”（NAVSTAR / GPS），简称“全球定位系统”（GPS）。,第一章 定位方法的发展,GPS卫星已经研制了三代： 第一代(Block I)：11颗实验卫星，分布在2个轨道平面，已停止工作。 第二代(Block II、IIA)：共28颗卫星，设计寿命7.5年，1989-94发射完成。 第三代(Block IIR、IIF、III)：已部分发射运

3、行，以实现GPS现代化。,第一章 定位方法的发展,目前常用的定位方式有：GPS定位、基站定位、wifi定位、IP定位、RFID/二维码等标签识别定位、蓝牙定位、声波定位、场景识别定位。,第二章 定位技术的种类,第二章 定位技术的种类,2.1 GPS定位 定位方法分类 按参考点的不同位置划分为： （1）绝对定位（单点定位）：在地球协议坐标系中，确定观测站相对地球质心的位置。 （2）相对定位：在地球协议坐标系中，确定观测站与地面某一参考点之间的相对位置。,按用户接收机作业时所处的状态划分： （1）静态定位：在定位过程中，接收机位置静止不动，是固定的。静止状态只是相对的，在卫星大地测量中的静止状态通

4、常是指待定点的位置相对其周围点位没有发生变化，或变化极其缓慢，以致在观测期内可以忽略。 （2）动态定位：在定位过程中，接收机天线处于运动状态。 在绝对定位和相对定位中，又都包含静态和动态两种形式。,第二章 定位技术的种类,无论采取何种GPS定位方法，都是通过观测GPS卫星而获得某种观测量来实现的。GPS卫星信号含有多种定位信息，根据不同的要求，可以从中获得不同的观测量，主要包括： 根据码相位观测得出的伪距。 根据载波相位观测得出的伪距。 由积分多普勒计数得出的伪距。 由干涉法测量得出的时间延迟。,第二章 定位技术的种类,目前广泛应用的基本观测量主要有码相位观测量和载波相位观测量。 所测伪距就是

5、由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得出的量测距离。由于卫星时钟、接收机时钟的误差以及无线电信号经过电离层和对流层中的延迟，实际测出的距离与卫星到接收机的几何距离有一定差值，因此一般称量测出的距离为伪距。 用C/A码进行测量的伪距为C/A码伪距，用P码测量的伪距为P码伪距。,第二章 定位技术的种类,伪距法定位虽然一次定位精度不高，P码定位误差约为10m，C/A码定位误差为20-30m，但因其具有定位速度快，且无多值性问题等优点，仍然是GPS定位系统进行导航的最基本方法。同时，所测伪距又可作为载波相位测量中解决整波数不确定问题(整周模糊度)的辅助资料。,第二章 定位技术的种

6、类,假设卫星至观测站的几何距离为ij，在忽略大气影响的情况下可得相应的伪距： 当卫星钟与接收机钟严格同步时，上式所确定的伪距即为站星几何距离。 为伪距， 为真正几何距离， 为接收机和卫星之间钟差。,第二章 定位技术的种类,通常GPS卫星的钟差可从卫星发播的导航电文中获得，经钟差改正后，各卫星之间的时间同步差可保持在20ns以内。如果忽略卫星之间钟差影响，并考虑电离层、对流层折射影响，可得：,第二章 定位技术的种类,2.2 WiFi AP定位 设备只要侦听一下附近都有哪些热点，检测一下每个热点的信号强弱，然后把这些信息发送给网络上的服务端。服务器根据这些信息，查询每个热点在数据库里记录的坐标，然

7、后进行运算，就能知道客户端的具体位置了。一次成功的定位需要两个先决条件：客户端能上网 ，侦听到的热点的坐标在数据库里有,第二章 定位技术的种类,2.3 基站定位 小区识别码(Cell ID)通过识别网络中哪一个小区传输用户呼叫并将该信息翻译成纬度和经度来确定用户位置。Cell ID实现定位的基本原理：即无线网络上报终端所处的小区号（根据服务的基站来估计），位置业务平台把小区号翻译成经纬度坐标。 基本定位流程：设备先从基站获得当前位置(Cell ID)。(第一次定位) 设备通过网络将位置传送给agps位置服务器 Agps服务器根据位置查询区域内当前可用的卫星信息，并返回设备。 设备中的GPS接收

8、器根据可用卫星，快速查找可用的GPS卫星，并返回GPS定位信息。,第二章 定位技术的种类,2.4 超声波定位技术 超声波测距主要采用反射式测距法，通过三角定位等算法确定物体的位置，即发射超声波并接收由被测物产生的回波，根据回波与发射波的时间差计算出待测距离。当同时有3个或3个以上不在同一直线上的应答器做出回应时，可以根据相关计算确定出被测物体所在的二维坐标系下的位置。,第二章 定位技术的种类,第三章 定位技术的应用举例,3.1 GPS在实际中的应用,第三章 定位技术的应用举例,目前，GPS已经广泛的应用在测量、公安、交通系统、地震研究、气象以及其他领域。,3.2 超声波定位在实际中的应用 运用超声传感技术中单波束进行探测，再运用姿态传感技术进行升降等多方面控制，实现过闸船舶载运量与实际吃水的实时快速离船检测。,第三章 定位技术的应用举例,3.3 电磁式运动捕捉技术 电磁式运动捕捉系统是目前比较常用的运动捕捉设备。一般由发射源、接收传感器和数据处理单元组成。发