物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論 -課件 第6章 定位技術(shù)與位置服務(wù)

物聯(lián)網(wǎng)

技術(shù)導(dǎo)論數(shù)字經(jīng)濟(jì)系列教材第6章

定位技術(shù)與位置服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)

技術(shù)導(dǎo)論016.1定位技術(shù)概述026.2定位技術(shù)目錄CONTENTS026.3位置服務(wù)6.1定位技術(shù)概述位置信息位置信息是各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)功能的基礎(chǔ)，位置信息涵蓋了空間、時間與對象三要素，通過定位技術(shù)獲取位置信息是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)研究的一個重要問題。導(dǎo)航與定位系統(tǒng)導(dǎo)航與定位系統(tǒng)的基本任務(wù)就是以某種手段或方式，引導(dǎo)運(yùn)行體安全、準(zhǔn)確、便捷、經(jīng)濟(jì)地在規(guī)定時間內(nèi)按一定的路線到達(dá)目的地。在導(dǎo)航過程中，系統(tǒng)要實(shí)時、連續(xù)地給出運(yùn)行體的位置、速度、加速度、航向等參數(shù)。概述6.1定位技術(shù)概述定位技術(shù)分類按照用戶使用時相對依從關(guān)系分類自備式（自主式）導(dǎo)航系統(tǒng)他備式（非自主式）導(dǎo)航系統(tǒng)按照用戶使用時相對依從關(guān)系分類地磁導(dǎo)航聲吶導(dǎo)航慣性導(dǎo)航光學(xué)導(dǎo)航無線電導(dǎo)航6.2定位技術(shù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位技術(shù)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)指的是全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是能在全球范圍內(nèi)提供導(dǎo)航服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的通稱。美國GPS、俄羅斯GLONASS、中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和歐洲GALILEO，是聯(lián)合國全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)國際委員會認(rèn)可的四大核心供應(yīng)商。6.2定位技術(shù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位技術(shù)全球定位系統(tǒng)(GPS)GPS是美國的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，能連續(xù)地為用戶提供三維位置、三維速度和時間信息，定位精度優(yōu)于10m，測速精度優(yōu)于0.1m/s，計(jì)時精度優(yōu)于10ns。GPS是目前全球使用最多的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Transit)Transit是美國的導(dǎo)航定位衛(wèi)星系統(tǒng)，又稱海軍衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）。這是全球首個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，Transit系統(tǒng)衛(wèi)星星座由6顆衛(wèi)星組成，部署在6個軌道面，衛(wèi)星運(yùn)行于距地面1100千米的圓形極軌道。為了消除電離層產(chǎn)生的誤差，在150Mhz和400MHz兩個頻率播發(fā)導(dǎo)航信號，定位精度50米。6.2定位技術(shù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位技術(shù)伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

(GALILEO)GALILEO的基本服務(wù)是導(dǎo)航、定位、授時，還具備特殊服務(wù)如搜索與救援(SAR)功能。當(dāng)前GALLEO系統(tǒng)已開始為飛機(jī)導(dǎo)航和著陸系統(tǒng)、鐵路安全運(yùn)行調(diào)度、海上運(yùn)輸系統(tǒng)、陸地車隊(duì)運(yùn)輸調(diào)度、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域提供服務(wù)。格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)GLONASS最早由蘇聯(lián)開發(fā)，后由俄羅斯繼續(xù)該計(jì)劃。GLONASS于2007年開始運(yùn)營，當(dāng)時只開放俄羅斯境內(nèi)衛(wèi)星定位及導(dǎo)航服務(wù)，2009年其服務(wù)范圍拓展到全球，作用類似于美國的GPS。6.2定位技術(shù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位技術(shù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

(BDS)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDouNvigationSalteSystem,BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，現(xiàn)階段由55顆衛(wèi)星提供服務(wù)。系統(tǒng)可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時和短報文通信服務(wù)，在服務(wù)區(qū)域內(nèi)可提供1-2米、分米級和厘米級實(shí)時高精度導(dǎo)航，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。6.2定位技術(shù)移動通信定位技術(shù)移動通信定位技術(shù)通過移動運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)獲取移動終端用戶的位置信息（經(jīng)緯度坐標(biāo)），并在電子地圖平臺的支持下為用戶提供相應(yīng)服務(wù)的一種增值業(yè)務(wù)。基于藍(lán)牙的定位系統(tǒng)通過測量信號強(qiáng)度進(jìn)行定位。超寬帶定位技術(shù)超寬帶（UWB）定位技術(shù)利用事先布置好的已知位置的錨節(jié)點(diǎn)和橋節(jié)點(diǎn)，與新加入的盲節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，并利用三角定位或者“指紋”定位方式來確定位置。基于RFID的定位技術(shù)典型的射頻識別（RFID）室內(nèi)定位系統(tǒng)通過參考標(biāo)簽和待定標(biāo)簽的信號強(qiáng)度（RSSI）進(jìn)行分析計(jì)算，得出待定位標(biāo)簽的位置坐標(biāo)。基于Wi-Fi的定位技術(shù)無線局域網(wǎng)（WLAN）可以實(shí)現(xiàn)定位、監(jiān)測和追蹤任務(wù)。WLAN定位也成為Wi-Fi定位，其中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自身定位是大多數(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)和前提。混合定位技術(shù)輔助GPS定位（A-GPS）是一種混合定位技術(shù)，是GPS定位技術(shù)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。6.3位置服務(wù)是通過獲取用戶的位置信息為用戶提供包括交通引導(dǎo)、地點(diǎn)查詢、位置查詢、車輛跟蹤、商務(wù)網(wǎng)點(diǎn)查詢、緊急呼叫等眾多服務(wù)的技術(shù)基礎(chǔ)。位置服務(wù)概述位置服務(wù)，又稱基于位置的服務(wù)，是指采用無線定位、GIS、Internet、無線通訊、數(shù)據(jù)庫等相關(guān)技術(shù)交叉融合的一種基于空間位置的信息服務(wù)。6.3位置服務(wù)地理信息系統(tǒng)（GIS，GeographicInformationSystem）是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其結(jié)合了地理學(xué)、地圖學(xué)以及遙感和計(jì)算機(jī)科學(xué)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域。各種數(shù)字地圖模式地理信息系統(tǒng)GIS的組成人員：是GIS中最重要的組成部分。數(shù)據(jù)：精確的可用的數(shù)據(jù)可以影響到查詢和分析的結(jié)果。硬件：硬件的性能影響到軟件對數(shù)據(jù)的處理速度。軟件：包含GIS軟件，各種數(shù)據(jù)庫，繪圖、統(tǒng)計(jì)、影像處理及其它程序。過程：GIS要求明確定義，一致的方法來生成正確的可驗(yàn)證的結(jié)果。6.3位置服務(wù)地理信息系統(tǒng)GIS的功能數(shù)據(jù)采集與輸入：指在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中將系統(tǒng)外部的原始數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)內(nèi)部，并將這些數(shù)據(jù)從外部格式轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)便于處理的內(nèi)部格式。數(shù)據(jù)編輯與更新：主要包括圖形編輯和屬性編輯制圖：GIS要能將地面上的實(shí)體圖形數(shù)據(jù)和描述它的屬性數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)庫中并能編制用戶所需要的各種圖件空間數(shù)據(jù)庫管理：地理對象通過數(shù)據(jù)采集與編輯后,形成龐大的地理數(shù)據(jù)集，對此需要利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來進(jìn)行管理空間查詢與分析：主要包括數(shù)據(jù)操作運(yùn)算、數(shù)據(jù)查詢檢索與數(shù)據(jù)綜合分析。GIS的功能6.3位置服務(wù)高精度地圖絕對精度高目前行業(yè)普遍認(rèn)為高精度地圖的精度需