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物联网定位技术是如何进行定位及测量的?

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物联网定位技术是如何进行定位及测量的?

发布日期:2018-01-12 作者:物联网定位技术 点击:

物联网定位技术是如何进行定位及测量的?

不同的室内定位方法选择不同的观测量,通过不同的观测量提取算法所需要的信息。下面对主要的观测量进行简要的介绍。

2.1 物联网定位技术:RSSI测量 

RSSI测量是通过计算信号的传播损耗,可以使用理论或者经验模型来将传播损耗转化为距离,也可以用于指纹定位建立指纹库。

在自由空间中,距发射机d处的天线接收到的信号强度可由下式给出[4]:

其中,PT表示发射功率;PR表示距离d处的接收功率;GT表示发射天线的增益; GR表示接收天线的增益;λ表示信号波长;L表示系统的损失(L>1) 。

 2.2  物联网定位技术:TOA测量 

TOA方法主要测量信号在基站和移动台之间的单程传播时间或来回传播时间。前者要求基站与移动台间的时钟同步。

TOA测量的定位方法为多边定位。若电磁波从移动台到基站的传播时间为t,电磁波的传播速度为c,则移动台位于以该基站为圆心,c×t为半径的圆上。同理在第二个、第三个基站的圆上,故移动台的位置坐标应为这三个圆的交点。如图1所示,A、B、C为三个已知位置的基站,P为移动台,R1、R2、R3分别为移动台到基站A、B、C的距离。

物联网定位技术

2.3 物联网定位技术:TDOA测量

该方法同样是测量信号到达时间,但使用到达时间差进行定位计算,可利用双曲线交点确定移动台位置,故可以避免对基站和移动台的精确同步。

通过TDOA测量,可以得到未知移动台到两个基站的距离之差,即移动台位于以两个基站为焦点的双曲线上。引入第三个基站,可以得到两个以上双曲线方程,则双曲线的交点即为移动台的位置。如图2所示,A、B、C为三个已知位置的基站,P为移动台,R1、R2、R3分别为移动台到基站A、B、C的距离,其中R2-R1、R3-R1为定值。

2.4 物联网定位技术:AOA测量

AOA方法是指接收机通过天线阵列测出电磁波的入射角度,包括测量基站信号到移动台的角度或者移动台信号到达基站的角度。每种方式均会产生从基站到移动台的方向线。两个基站可以得到两条方向线,其交点即为移动台位置。因此,AOA方法只需要两个基站即可确定移动台位置。如图3所示,θ1为移动台P的信号到达基站A的角度,θ2为信号到达基站B的角度。

AOA需要准确测量电磁波的入射角,对天线的要求非常高,如果每个基站均安装天线阵列,将导致设备复杂度变高。而在室内环境中多径效应和环境变化均会严重影响方向判断,干扰定位结果。

2.5 物联网定位技术:方向和距离

获取方向和距离多用于航位推算定位,采用自包含传感器记录载体的物理信息,计算得到方向和距离,从而在已知上一位置的基础上计算得到当前的未知。

以上就是物联网定位技术是如何进行定位及测量的具体内容,更多精彩内容请关注我们。


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