技术交流

传统定位技术大致可归纳为三类：

1. 基于卫星网络的定位

   包括 GPS、伽利略、GLONASS、北斗定位等。

2. 射频网络定位

   包括运营商基站位置定位、蓝牙定位、红外定位、WIFI 热点定位、UWB 定位等。

3. 基于传感器网络定位

   包括基于惯性传感器的定位、利用磁场定位、LIFI 可见光通信定位、激光定位等。不同场景、不同精度要求，需用的定位技术也不同。一般户外场景采用 GPS、北斗即可实现定位，但室内场景因卫星定位系统发射的微波信号微弱、频率高且沿直线传播，难以穿透墙壁等问题，导致室内定位一般无法使用卫星定位系统。

近年来，随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增长，位置服务的相关技术和产业也逐步从室外向室内发展，与卫星定位系统结合，提供了无所不在的基于位置的服务。室内位置服务正推动着巨大的应用和商业潜能，已有许多的 OS 提供商、服务提供商、设备和芯片厂家加入到这个市场中。室内定位需求，尤其是在复杂的室内环境，如物流仓储、展厅、商场、医院、地下停车场、矿井、船舱等环境中，对精准的室内定位需求更为迫切。室内定位主要的难题在于，受内部环境布局千变万化的影响，导致了多路径布设、非视距、信号衰减快、信号传递的时变性、精度等多种问题。一般比较实用的室内定位技术需要满足精度、覆盖范围、可靠性、成本、功耗、可扩展性和响应时间等要求。目前比较成熟的室内定位技术方案包括了 WIFI 定位、蓝牙定位、ZigBee、RFID、超声波、惯性导航、激光定位、地磁等。

各种定位技术方案的参数指标对比如下：

从上述对比能够看出，对于精度要求很高，能够满足米级定位且容易推广使用的技术有 WIFI、iBeacon、Zigbee、惯性导航、RFID、UWB 等。

WIFI 定位技术

无线局域网（WLAN，Wireless LAN）技术是通过射频技术来取代有线通信的方式来构建局域网，WiFi 定位系统其精度可以达到米级，但由于其信号容易受干扰，导致强度时变性较强，为维持精度，需定期更新指纹库，会带来繁重的工作负担。

iBeacon 定位技术

基于蓝牙协议的定位技术，Apple 公司推出的 iBeacon 系统定位精度可达 2 - 3 米。蓝牙设备功耗低、体积小，且蓝牙技术已广泛集成在移动设备中，因此易于推广使用，但蓝牙技术的抗噪能力较弱，定位稳定度较差，目前多用来做其他定位技术的补充。

Zigbee 定位技术

ZigBee 是一种介于 RFID 和蓝牙之间的低功耗、短距离的无线通信技术。基于 ZigBee 的定位技术具有低成本、低功耗，且信号传输不受视距影响的优点，其被广泛应用于工业现场采集、智能家居、医疗护理和环境监测等领域。Zigbee 定位算法包括基于距离和距离无关算法，而距离无关定位算法精度较低，无法满足室内定位需求，其测距方法也多利用 RSSI 信号强度进行距离反演。

惯性定位技术

惯性导航系统是利用惯性元件来测量载体运动加速度，通过对加速度的积分运算，从而确定运载体位置。主要利用加速度计来探测步数，再结合步长估计与航向估计，进行位置估计。惯性测量完全自主、全天候、不受外界环境干扰影响，但室内 PDR 需要其他定位方式进行初始对准，并需要借助数字罗盘进行航向估计。同时，由于传感器误差、个人动作误差、算法误差、累积误差等，使得单纯的惯性定位无法满足精度要求。

RFID 定位技术

RFID 即无线射频识别技术，是一种通过交变磁场或电磁场耦合的无线通信方式。RFID 可利用射频信号实现非接触式进行双向通信，通过信号处理和信息传递即可进行标签识别与用户定位。目前 RFID 室内定位技术主要研究如何提高系统的通用性与定位精度以及降低应用成本，不能满足实时的精准定位需求。

UWB 定位技术

UWB 是一种无载波通信技术，通过发送纳秒级或纳秒级以下的超窄脉冲来传输数据，可以获得 GHz 级的数据带宽。由多个传感器采用 TDOA 和 AOA 定位算法对标签位置进行分析，多径分辨能力强、精度高，定位精度可达厘米级，在 10 - 20 厘米。设备成本相对较高，覆盖规模较小。

不难看出，UWB 定位技术相对其他室内定位技术来说，能实现高精度定位，是极具潜力的定位技术，具有广阔的市场前景。尤其是它卓越的性能，能够完美符合企业级应用的需求。首先，UWB 定位技术的定位精度较高，视距（LOS）情况下 UWB 定位精度可以达到 10cm 以内，这是其他无线定位技术难以企及的，该精度能释放很多企业级的应用场景，比如：AGV 小车的管理、司法监狱里面对于人员的轨迹监测、离散制造过程中对于原材料的实时监控等。其次，UWB 定位技术的稳定性较好，从射频机制层面来说，UWB 发射的脉冲波抗干扰能力比连续的电磁波强，并且 UWB 工作的频段在 3GHz - 10GHz，相比 2.4G 频段的无线定位技术，外界的干扰信号也少很多。而稳定性是企业级应用的一个硬性指标，这也是很多企业级应用选择 UWB 技术的一个重要原因。最后，企业级应用对于价格的接受程度高。UWB 技术方案主要问题在于建设成本较高，而在企业级应用领域，用户更在意技术与方案能否满足自身需求，因此对于价格的接受度会更高。当然，UWB 定位技术在消费级的应用也开始出现，目前国内已有些厂商研发了诸如跟随智能行李箱等消费级产品，而未来，如果 UWB 定位技术能够集成到手机里面，则将会刺激消费级应用的迅速爆发。