料塔定位跟踪技术
当下对于设备定位来说,常见定位方式主要有GPS卫星定位、IP定位、GPRS基站定位、WIFI定位、地磁定位、蓝牙定位、视觉定位等。它们都有各自适用的场景,不能单说谁优谁劣,总结其主要特点为:
针对不同的定位方式各自的适用场景,料塔采用GPS(卫星)+GPRS(基站)双定位技术。GPS与GPRS仅仅一字之差,容易让人混淆,其实二者之间有很多不同,本文着重剖析料塔定位所采用的GPS与GPRS定位技术的特点与区别。
1、 GPS卫星定位
这是最常见的一种室外定位方式,主要的卫星定位系统有GPS,北斗,伽利略等,GPS定位。卫星定位涉及到国家安全,海湾战争时美国人为调低了GPS精度,所以欧盟联合开发了伽利略定位系统,我国也开发了北斗系统。总不能用的老美卫星来定位吧。
GPS系统由三个独立的部分组成:
1) 空间部分:24颗工作卫星,不断的发射卫星信号;
2) 地面控制部分:监测和控制卫星运行,编算卫星星历,保持系统时间;
3) 用户设备:接收GPS卫星信号,获得必要的定位信息,经数据处理,完成定位;
卫星定位的原理其实是立体几何求解位置,卫星在发射自己的位置的时候会加上时间戳,GPS设备接收到信号后,用当前时间减去时间戳,就是数据包在空中传输所用的时间,然后再乘上它的传输速度,就是数据包在空中传输的举例,也就是方程式中的d,数据包是通过无线电波传送的,那么速度就可以认为是光速c。细小的误差乘以光速都会放大,石英时钟每30天都会有1秒的误差,所以要把时钟误差产生的传输距离减去。
GPS系统一共有24颗卫星,但是定位只要4颗就足够,因为计算位置的过程本质上是解一个四元一次方程组,另外一个变量是时钟误差,主要是有时钟不同步的问题,需要计算时钟误差。
从方程式中可以看出误差可能来自于GPS卫星广播的自己的位置误差,或者光速有变化,比如天空中飘满乌云,那么定位就会产生偏差,还有就是在特殊时期会有人为的误差。
GPS定位优缺点:
优点:精度高,在10米左右,不需要服务端,可以连续定位;
缺点:耗电,易受建筑物影响,在室内几乎无信号,所以一般用于室外定位导航。
GPS定位的问题:
第一次使用GPS进行定位时速度可能会很慢,因为GPS定位需要知道至少4颗卫星的位置,所以GPS的启动大致可以分为冷启动和热启动。
冷启动:启动时没有星历信息,需要遍历所有的卫星来判断周围有哪些卫星,需要几分钟;
热启动:模块中已经存储了星历信息,减少遍历的时间,使得定位的速度加快,只需要几秒。
所以AGPS技术诞生了,也就是辅助GPS定位技术,它本质上是将GPS定位和基站定位两种技术相结合,手机通过基站大致定位自己的位置,然后把位置告诉AGPS服务器,服务器根据这个位置信息,将此时经过你头顶的卫星参数反馈给你的手机,手机的GPS就可以快速搜索卫星。
2、基站定位
运营商会在全国布基站,手机会扫到周边的基站,距离基站越远,信号越差,根据手机收到的信号强度可以大致估计距离基站的远近。基站的位置,当手机同时搜索到3个以上基站信号时,就可以得到3个基站距离手机的距离,根据三点定位原理,只需要以基站为圆心,距离为半径多次画圆即可,这些圆的交点就是手机的位置,圆越多越精确。
基站定位的特点:
优点:覆盖广泛,不受建筑物制约,定位速度快;
缺点:基站定位的精度在100米到上千米,主要取决于基站的位置和密度,基站数量越多,密度高,定位精度也就高,农村基站覆盖少,会出现无法定位的情况
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