卫星三点定位
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理论上,需要知道与三颗卫星的距离。
两个球面相交形成圆,圆与第三个球面相交形成两个点。
靠近地面的那个点即接收机的位置。
卫星四点定位
三点定位的距离,是用速度x时间计算的。
时间精度决定了距离精度。
实际使用时会引入第四颗卫星。
基站cell of
用所属基站坐标代表移动设备坐标。
基站Time of
类似卫星三点定位,但基站时钟不如卫星准。
基站Time of
也需要三基站,不像ToA那样需要发送端和接收端同步,只需要接收端同步。
理论上至少需要三个参考点,“跟两个点的距离差为常数”就会形成双曲线。两种双曲线的交点即可确认。
基站Angle of
需要两基站,两射线的交点即为移动设备坐标。需要方向性强的天线阵列才能判定方向。
多径传播
多径效应,同一个发射源发射的电磁波到达接收位置可以有不同的路径,在开阔地不明显,在室内就很明显了。信号的叠加会影响波形。
同频干扰
有一些无线通信协议使用相同的频段,会导致相互干扰。
电磁波常识
波长越短,穿透能力越强(联想X-ray),但传播距离越短
波长越长,传播距离越长,但穿透能力越弱(联想GPS)
讨论穿透能力时,注意区分穿透和绕射。无线电波波长长,可以绕过建筑物,此为绕射,而不宜叫穿透。电磁波在高频时,粒子性明显,在低频时,波动性明显。
高频的能量较高,衰减会更严重(符合直觉),因此传播距离短。
室内定位的常用方法
RSS,利用信号强度定位
RFID,比如用于医院的资产管理,可以知道设备所在房间、占用状态、上一次维护,入库和出借的流程也更快。
RSS和
预先测量每个位置N个信号的强度,之后查图即可。
是一种工作量更小、能应对各种变化的方法,不再测量每一个位置,而是部署一些参考点。通过各参考点空间位置的加权平均得到目标的空间位置,权重取决于目标与参考点的RSS指纹距离。
A-GPS
辅助GPS,先用基站定位确认可用卫星,可以缩短搜索卫星信号所需时间。
无线接入点定位
思想类似cell of ,不过基站变成了无线接入点。
网络定位
在网络中,少量节点的位置已知,其余节点的位置可以通过测算与已知节点的距离来得到。测算完成后就加入已知集合,参与后续定位。
附录
Friis方程,探讨了距离和接收信号功率的关系: