定位系統(tǒng)ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 02:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 – 已知信號的傳播速度，根據(jù)信號的傳播時間來計算節(jié)點間的距離，然后利用三邊或極大似然估計法等計算出節(jié)點的位置； ? 評價 – 精度高； – 要求節(jié)點間精確的時間同步； – 對傳感器節(jié)點的硬件和功耗較高的要求； T 0T 1發(fā) 射 機 接 收 機基于 TDOA的定位 ? 原理 – 發(fā)射節(jié)點同時發(fā)射兩種不同傳播速度的無線信號，接收節(jié)點根據(jù)兩種信號到達的時間差以及已知這兩種信號的傳播速度，計算兩個節(jié)點之間的距離，再通過已有基本的定位算法計算出節(jié)點的位置 ； 多基站定位法 衛(wèi)星定位 蜂窩基站定位 無線室內(nèi)環(huán)境定位 新興定位系統(tǒng) ?ToA/TDoA定位法 ?需要三個基站才能定位 ?稀疏地區(qū)可能只能收到兩個基站的信號，不適用 ?AoA定位法 蜂窩基站定位：主要優(yōu)缺點 衛(wèi)星定位 蜂窩基站定位 無線室內(nèi)環(huán)境定位 新興定位系統(tǒng) ?優(yōu)點 ?不需要 GPS接收機，可通訊即可定位 ?啟動速度快 ?信號穿透能力強，室內(nèi)亦可接收到 ?缺點 ?定位精度相對較低 ?基站需要有專門硬件，造價昂貴 典型應用：緊急電話定位 衛(wèi)星定位 蜂窩基站定位 無線室內(nèi)環(huán)境定位 新興定位系統(tǒng) 美國 E911系統(tǒng) ?撥打報警電話時，根據(jù)基站定位出手機位置，自動接到最近警局 ?綜合了各種定位系統(tǒng)，包括 ToA， TDoA， AoA，RSS， AGPS ?使用時嘗試各種定位方法，擇優(yōu)而用 無線室內(nèi)環(huán)境定位 衛(wèi)星定位 蜂窩基站定位 無線室內(nèi)環(huán)境定位 新興定位系統(tǒng) 室內(nèi)環(huán)境的復雜性 ?多徑效應 ?原因：障礙物反射電磁波，反射波和原始波在接收端混疊 ?室內(nèi)障礙物眾多，多徑效應明顯 ?對電磁波的阻礙作用 ?長波信號（ GPS）傳播能力強，穿透能力弱 ?室內(nèi)應選用短波信號來進行定位 無線室內(nèi)環(huán)境定位 衛(wèi)星定位 蜂窩基站定位 無線室內(nèi)環(huán)境定位 新興定位系統(tǒng) 需求 主要來自企業(yè)和個人：難以購置 ToA， TDoA， AoA等技術所需的昂貴硬件 RSS定位技術 ?使用信號強度進行定位 ?利用已有的無線網(wǎng)絡（藍牙、 WiFi、 ZigBee） ?紅外線、超聲波、藍牙、 RFID、超寬帶 …… RFID定位典型應用 衛(wèi)星定位 蜂窩基站定位 無線室內(nèi)環(huán)境定位 新興定位系統(tǒng) 資產(chǎn)管理 ?在設備上貼上 RFID標簽 ?需要使用時通過 RFID定位找到標簽的位置，從而定位設備的位置 ?結合感知技術，還可以監(jiān)控設備的狀況 ?是否空閑 ?是否故障 ?是否老化 新興定位系統(tǒng) 衛(wèi)星定位 蜂窩基站定位 無線室內(nèi)環(huán)境定位 新興定位系統(tǒng) AGPS ?GPS定位和蜂窩基站定位的結合體 ?利用基站定位確定大致范圍 ?連接網(wǎng)絡查詢當前位置可見衛(wèi)星 ?大大縮短搜索衛(wèi)星的時間 Factors that affect GPS accuracy ?Imperfect satellites ? Atmospheric effects ? Multipath ? Interferences ? Signal strength ? Receiver ponents ? Geometry of the satellites used (DOP) Atmosphere 10km 50~150km Ionosphere Stratosphere Troposphere Theoretical path Actual path, delayed, phase shifted, attenuated Multipath Ground reflections Direct Signal Multipath (2) Signal Strength 1 2 3 4 5 Interference Pros and Cons of GPS PROS – It is a global system – In nominal conditions it is accurate (510m) – It is free for users! CONS ? It does not work indoors and presents degraded performance in highdensity urban environments ? In cold start without any previous information about the satellites it may take several minutes! but that’s where users are! emergency services require QoS! Solutions to Cons ? It does not work indoors and presents degraded performance in highdensity urban environments ? In cold start without any previous information about the satellites it may take several minutes! ?INCREASE RECEIVER SENSITIVITY! ?AVOID HAVING TO WAIT TO DECODE NAVIGATION MESSAGE! AGPS What is AssistedGPS? The concept of AGPS ? We have a roug
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