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无线定位技术

/wireless positioning technology/
条目作者曾庆化

曾庆化

最后更新 2023-10-09
浏览 125
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  利用无线通信技术对移动终端进行定位的技术。

英文名称
wireless positioning technology
所属学科
控制科学与工程

基本原理是目标移动终端或者多个已知坐标位置的固定基站发送定位信号,通过对定位信号的测量,获得相应定位参数的估计,再利用合适的处理方法,最终获得移动终端在空间的位置。

无线定位技术最初是为了满足远程航海的导航等要求而产生的。全球定位系统(global positioning system; GPS)的出现使得无线定位技术产生了质的飞跃,定位精度得到大幅度提高。虽然直接利用GPS是一种较为理想的定位方式,但是需要专用的接收机,对普通的个人用户而言应用很不方便。另一种定位方式是在手机中加装GPS模块可以方便地了解当前的位置,还可通过短信息或WAP(wireless access point,无线接入点)将位置信息传送给查询者。

广义的无线定位技术包括使用WiFi(wireless fidelity,无线保真)、无线电、UWB(ultrawide band,超宽带)等作为定位信息的载体,即只要使用无线通信方式来进行定位的技术都可以称为无线定位技术;狭义的无线定位技术指使用无线电信号来进行定位的技术。本条目主要介绍狭义的无线定位技术。

根据进行定位估计的位置的不同,通常可以将无线定位分为基于移动终端的定位和基于网络的定位。

基于移动终端的定位,也称下行链路定位,是利用来自基站的信号计算出移动终端的位置。根据移动终端接收到的多个已知位置基站发射信号携带的与移动终端位置有关的特征信息来确定移动终端与各基站之间的几何位置关系,再由集成在移动终端中的位置计算功能(position calculation function; PCF),根据有关定位算法对移动终端进行定位估计。

利用移动终端传来的信号,计算出移动终端位置,也称上行链路定位。其定位过程是由多个基站同时检测移动终端发射的信号,并对该信号携带的与移动终端位置有关的特征信息进行测量,并把这些信息送到网络中的移动定位中心(mobile positioning center; MPC)进行处理,由集成在移动定位中心的位置计算功能计算出移动终端位置。

无线定位是通过检测某种信号的特征测量值实现对移动终端的定位估计。根据测量参数的不同,可将现有的定位技术分为基于到达信号强度(signal strength of arrival; SSOA)定位技术、基于电波入射角的到达角度(angle of arrival; AOA)定位技术、基于电波到达时间(time of arrival; TOA)定位技术、基于电波到达时间差(time difference of arrival; TDOA)定位技术以及混合定位技术。将从一个移动终端接收到的信号与另一个移动终端接收到的信号进行相关运算,从而得到TDOA的值,这种算法可以在基站和移动终端不同步时,估计出TDOA的值。

  • YU K, SHARP I,GUO Y J.地面无线定位技术.崔逊学,汪涛,译.北京:电子工业出版社,2012.

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