物联网定位技术全解.ppt

质心定位算法 分布式定位法 基本原理：锚节点每隔一段时间，向邻居节点广播信标信号；未知节点接收到来自不同锚节点的信标信号超过阈值或接收一定时间后，该节点即确定自身位置在这些锚节点所组成的多边形的质心。 加权因子体现各锚节点对质心位置的影响程度。 物联网定位技术的应用 灾难救援 物联网定位技术的应用 智能交通 车辆之间可以进行相互通信；车辆与于路边节点之间也可以进行通信，组成车载网络。 物联网定位技术的应用 智能物流 在堆场管理，集装箱管理，实时追踪，智能仓储以及货物配送环节，都需要定位技术的支持。 物联网定位技术的应用 船舶人员管理 物联网定位技术 物联网定位技术 确定自己(目标或节点)在系统中的位置 在系统中寻找目标(节点)的位置 绝对位置：目标在某一特定坐标系中的位置(经纬度、高度等) 相对位置：相对于某一基点的位置关系 基于传感器网的定位技术 按传感器工作模式分类 基于无线传感器网络的定位技术 基于上行链路 提供相对位置 确定锚节点(基点，L1、L2、L3)，再根据目标(A)与锚节点的距离，确定目标节点的相对位置 基于传感器网的定位技术 按传感器工作模式分类 基于带有传感器的移动终端定位技术 基于下行链路 提供多种位置信息 定位准确快速，解算相对复杂，对系统硬件有一定要求 基于带有传感器的移动终端的定位技术 TA定位法 移动终端与附近的三个以上的基站通信，利用TA参数解算得到位置信息。 优点：移动终端无需改动 缺点：无法与其他业务同时进行；增加信令开销；定位时间较长 基于传感器网的定位技术 基于无线传感器网络的定位技术 基于传感器网的定位技术 AOA定位法 相应地测量出目标与两个基站之间的传输信号到达角度参数的信息，通过数学解算，得到目标的具体位置信息 优点：在基站稀疏的场景使用 缺点：障碍物增大误差 基于无线传感器网络的定位技术 基于传感器网的定位技术 TOA定位法 基于信号到达时间定位法，通过精确测量从目标到三个以上基站的信号传输时间得到目标到基站的距离，进而解算出目标的位置 基于无线传感器网络的定位技术 基于传感器网的定位技术 TOA定位法 电磁波传播速度高；目标与基站距离小，因此TOA定位法的精度与位置测量单元的时钟精度紧密相关。 优点 终端设备无需改造 定位精度高，数据可优化 缺点 时钟同步复杂 误差易累积放大 基于无线传感器网络的定位技术 基于传感器网的定位技术 TDOA定位法 基于信号到达时间差定位法，通过精确测量从目标到不同步基站的信号传输时间差，进而解算出目标的位置 基于无线传感器网络的定位技术 基于传感器网的定位技术 TDOA定位法 TDOA算法是对TOA算法的一种改进方法，不直接利用信号到达时间来解算目标位置，利用信号到达时间差解算。 无需在信号中加入特定的时间标记信息 定位精度该与TOA算法 解算二维坐标最少需要两个双曲线方程，即三个基站；解算三维坐标至少需要三个双曲线方程，即四个基站 对硬件设备要求较高，未解决障碍物造成误差的弊端 TDOA值解算方式：差值直接解算(时间同步)、估计算法 基于无线传感器网络的定位技术 基于传感器网的定位技术 TDOA定位法 优点 可在语音和控制信道上测量 适用于多种通信制式 对原有系统改动不大 测量精度对距离、多径干扰、功率等因素不敏感 延时小 缺点 需要对基站设备进行改造 传感器节点须附加声波或超声波收发装置(组合测距方式) 基于无线传感器网络的定位技术 基于传感器网的定位技术 TDOA定位法 组合测量算法采用RF信号和超声波信号测距，根据传感器发射的两种信号到达的时间差(T2 - T1)和两种信号的传播速度解算两点间的距离。 测量精度提高 设备成本增加 基于无线传感器网络的定位技术 基于传感器网的定位技术 COO定位法 单基站定位方式，根据移动终端所处的传感器网络ID号确定终端的具体位置。 定位原理和方式最为简单。 定位精度取决于网络小区的覆盖半径：基站密集区域(如城市核心区)，定位精度可达50m以内；基站稀疏区域(如山区)，定位精度只能粗略为几千米。 基于无线传感器网络的定位技术 基于传感器网的定位技术 COO定位法 优点 实现简单 只需建立基站覆盖数据库 定位快速 无需改造设备 缺点 定位精度较差 GPS 全球范围定位技术 GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。 GPS系统利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息 GPS 全球范围定位技术 GPS系统由三部分组成 卫星空间星座：共有24颗人造地球卫星，其中21