关于移动物体的定位技术研究

关于移动物体的定位技术研究地理定位、方位定位和无线定位这些名词今天被广泛地用来描述确定一个移动台(MS、也称定位节点)所在位置的能力。位置一般包含了和MS有关的坐标，坐标可以是二维或三维的，通常包含了与MS所在位置的经度和纬度的有关信息，而确定这些位置信息的技术便是对移动物体的定位技术。移动目标的定位技术主要可以划分为两大类：基于移动设备的方法和基于网络的方法。前者主要是由移动设备根据当前和以前与它通信的参考基站信息，计算出自身的位置，其最典型的应用是在GPS系统中；而后者是网络根据其参考基站和移动设备通信的信息（时间和信号强度等），结合网络的拓扑结构计算出移动设备的位置，实现定位。在RFID应用中，出于功耗方面的考虑，电子标签不能成为定位的主动方，所以基本上都采用基于网络的方法。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，精度可达10米以内。无线定位系统的功能性体系结构必须具备两个功能单元：1)移动台(MS、也称定位节点)的位置估计，2)和网络共享某些属性的此位置估计信息。定位系统测量来自移动终端的无线电波的有关参数，同时系统测量某些固定接收器或者某些固定发送器发送到移动接收器的无线电波参数。因此有两种办法可以获得对MS的实际位置信息的估计：①自我定位系统，即常被称为基于移动终端为中心的定位系统，MS通过测量自己相对某个已知位置发送器的距离或者方向来确定自己的位置(例如GPS接收器)。②远距离定位系统，即常被叫做基于网络的定位系统，它采用很多地理定位基站(GBS)一起来确定MS位置，可以通过分析接收信号的强度、信号相位以及到达时间等属性来确定MS的距离，至于MS的方向则可以通过接收信号的到达角来获得，最终系统根据每个接收器测量到的移动终端的距离或者方向来联合计算移动终端的位置。无线定位技术是通过对接收到的无线电波的一些参数进行测量，根据特定的算法以判断出被测物体的位置，测量参数一般包括传输时间、幅度、相位和到达角等。而定位精度取决于测量的方法。蜂窝移动通信系统中的定位技术主要有：基于终端的定位技术和基于网络的定位技术。基于终端的定位技术主要指移动终端计算出自己所处的位置，即自我/个人手机定位技术。这种技术主要有GPS、辅助GPS（AssistedGPS）和增强型观察时间差E－OTD（EnhancedObservedTimeDifference）等几种方法。GPS：全球卫星定位系统GPS是70年代初美国出于军事目的开发的卫星导航定位系统，主要是利用几颗卫星的测量数据计算一个移动用户的位置，即经度、纬度和高度。原始数据可以由终端处理，也可以送到网络侧处理。一般用于车辆导航和手持设备。GPS通过四个卫星定位,并采用基于到达时间（TOA）的机理。基于网络的定位技术是指网络根据测量数据计算出移动终端所处的位置。这种技术主要有CGI－TA、基于方向的定位技术（信号到达角AOA）、基于距离的定位技术（上行到达时间UL－TOA和到达时间差TDOA）locationsystem是目前成功使用的两个系统，它们都利用了类似蝙蝠定位的原理，可以实现最高精度到9cm的定位。但是这类系统的成本太高，无法大面积推广。RFID：以SpotON系统为代表。SpotON系统利用接收信号的方位和强度信息，建立三维空间模型，计算其位置信息。SpotON的阅读设备之间没有中央控制，其系统尚不完备。除上述技