物联网导论之定位系统培训资料4220.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/2/8,#,第,4,章 定位系统,作 者：刘云浩 著,出 版 社：科学出版,社,在物联网时代，人们憧憬：一切皆可感知，一切皆可定位4.1,基于位置的服务,4.2,定位系统,4.3,定位技术,2,本章内容,互联网,+,：不断改造,传统产业,不单是,位置信息,空间,+,时间,+,身份,基于,位置的,服务,-,LBS,地图与导航：,百度地图，打车软件,休闲娱乐,：,景点导游，嘀咕,生活服务：,大众点评，搜房,社交：,，,3,互联网,拓展定位,的,内涵,4,基于位置的服,务：搜房地图,5,与传统地图的区别，时间信息,2015,年，是互联网,+,汽车行业相当热闹的一年,6,基于位置的服务,打车软件,7,打车,软件,出世,2012,年,8,月，“,快的,”在杭州上,线,2012,年,9,月，“,嘀嘀,”,在北京上线,自创立,起，二者就是死对头，在打车市场争夺第一宝座经营模式,创建,初期,，乘客,加,价竞,标,，加价高者优先与出租车,定价原则不符，,引发对打,车软件的第一轮声讨2013,年，北,京、上海等城,市,先后,杜绝,打车软件,加价。

8,基于位置的服,务,打车软件,【,参考视频,】,：快的打,车,被,96106,招安,2013,年,8,月，北京市官方打车软件在“,96106,”平台正式上线运行，滴滴被招安为“,96106,滴滴打车”该,平台集合了一批,以“,96106,”为核心、联合网络调派的软件收取至少,5,元,的电召费，不允许加价，而出租车司机则需确保每车每日执行,2,单叫车业务,由,于其,收费过高,，不被用户认可,这,个带,有行,政色彩的官方联盟只持续了,4,个月便宣告解体,9,基于位置的服务,打车软件,蜜月,期,2014,年,2,月，,为,安全,起见,，,北京市规,定,，,司,机,只许装,一,款软件,，,意味着将来只剩一家2014,年,2,月，,嘀嘀和快,的,开始,烧,钱,，,补贴,司机和用,户,截止,2015,年,2,月,，,据,称双,方,共,烧掉约,20,亿,，瓜分全部市场2015,年,2,月,14,日，,滴滴与快,的宣布合并，市场占有率,99%,以上，已经构成垄断10,基于位置的服务,打车软件,解决各方难题,乘客,上下班，节假日，偏远地区，恶劣天气打车,难交通部,提高车辆利用率，,改善,交通拥堵,，解决就业,问题。

缓解,环境污染，提高空气质量司机,每天扫,街接活,，左顾右看，非常疲倦长途回程空车，偏远地区,拒载11,基于位置的服务,打车软件,在风中凌乱的打车者,“专车,”,打,破了这片宁,静,2014,年,8,月,，,神州，易道，一号，,滴滴,“专车”迅速,红遍大江南北,滴,滴和快的在专车市,场，继续投入数,10,亿元,私家车纷纷加盟,(90%,以上,),不,用,交份儿钱，里程单价比出租车贵，还有奖励专,车司机月收入,1.2-1.5,万,，远,超出,租车司机的收入2015,年,1,月，,沈阳、南京,等地，,发生出租车停运事件许多出租车司机表示，正在考虑跳槽，去开专车12,基于位置的服务,打车软件,中央和地方，态度矛盾,2014-2016,年,，,各省,交,管部门,，,不断,查处,作为,“专车”,违,法运,营,的私家车,2015,年,1,月，,交通部,明确表态：“专车”服务对满足运输市场高品质、多样化、差异性需求具有,积极作用,各,类“专车”软件公司应当遵循运输市场规则，承担应尽责任，,禁止私家车接入,平台参与经营,该,表态让很,多,地方交通监管部门,感,到,措手不及,为什么地方反对，中央支持？,13,基于位置的服务,打车软件,份子钱,司机,向,出租车企业,上交的,承包金,。

1990,年,代开始，,北,京等城市，,出,租,车由少数企业,特许经,营,，个人进入受限,2015,年，北京,出租车平均,4200,元,/,月，睁眼欠,140,元车,8,年报废，每年,5,万份钱，风雨无阻，车成本,7,万元,2015,年,1,月，滴,滴专车，向司机,收取,每天,180,元,2016,年,1,月，滴滴顺,风,车，收取,每单,5%,信息,服务费顺风,车费用，是出租车一半，而且没有黑车的风险,基于位置的服务,打车软件,15,基于位置的服务,打车软件,地方管理部门,滴滴，,Uber,出租,车企业 出租车,APP,专车,APP,顺风车,份子钱 份子钱 份子钱,出租车司机 专车 私家车,老百姓,16,基于位置的服务,打车软件,O2O,(Online To Offline,),让,互联网成为线下交易的前,台,B2C,、,C2C,与,O2O,的比较,相,同点,：,上支付不同点,：,B2C,、,C2C,商品通过,物流公司,送到你手中O2O,用户到线,下去,接受服务,请,举例？,团购、打车软件、送外卖、,58,到家网,站,(,上,门,保洁、美甲、,搬,家,),LBS,典型,应用：,O2O,2014,年,2,月，,阿,里巴巴,全资收购高德,目的：,地图,是,O2O,业,务的,制高点,，无缝整合支付宝和地图。

18,LBS,典型,应用,：,O2O,提前到淘宝拍,100,定金,师,傅上门拆卸、运输、安装,计,算总费用，网上支付,信用评,价,比传统实体店好,19,O2O,案例：空调移机,4.1,基于位置的服务,4.2,定位系统,4.3,定位技术,20,本章内容,主流定位系,统,卫星定位,GPS,蜂窝基站,定位,室内精确,定位,WiFi,基站定位,21,现存主流定位系统,车,臣,杜,达耶,夫,1991,年,11,月,，在,苏联解体的前,夕杜,达耶,夫成立车,臣共和国,，在独立的,道路上越走越远俄罗斯高科技武器,1996,年,4,月,21,日，杜达耶夫驱车到野外,打卫星,通话时，两枚导弹呼啸而至，杜达耶夫当场被炸死俄罗斯预警机，可以在,几秒钟,内确定耶夫,卫星,的位置,，误差只有几米22,卫星定位的应用举例,1973,年，美国国防部开始,GPS,计划,1989,年，正式开始发射,GPS,工作卫星,1994,年,，,卫星组,网完成，,投入使用,2000,年，克林顿下令,取消军用,/,民用定位精度,的差别,23,GPS,：发展简史,宇宙空间部分,24,颗工作卫星,地面监控部分,1,个主控中心,6,个监视站,用户设备部分,GPS,接收机,24,GPS,：系统结构,优点,精,度高，,实际,15,米左右,北,斗系统，预计,2020,年实,现,厘米,级精,度，超越,GPS,。

全,球覆盖，,可用于险恶环境缺点,启动时间,长，定位速度慢,室内几乎没有信,号,25,GPS,：主要优缺点,第一代，仅能提供,位置,和,周边地图,第二,代，根,据目的,地,计,算“最短”,路线,第三代，从交,管部门取得,路,况,，找,出,“最快”,路线,第,N,代,，物,联网时,代,由“以路为本”转变到“,以人为本,”,综合路况，天气，加油站,，厕所，饭店等,找出,“最佳”路,线26,GPS,典型应用：汽车导航,GSM,蜂窝网络,通讯区域被分割成,蜂窝小区,每个小区对应一,个,基,站,设,备连接小区对应基站进行通,讯,27,蜂窝基站定位,单,基站定位,基,站的,位置,=,移动,设备的,位置,精度取决于,基站,覆盖范围,，,100,米,-,几公里缺点：如,果基站分布疏松，,误,差,巨大,优点：,简,单,、,快速,，适用紧急,情况多,基,站定位,测量,无线信号传播时间,，计算到基站的,距离至少需要,三个基站,才能定位，稀疏地区不适用28,蜂窝基站定位,百度定位：综合运用了多种技术,美,国,E-911,系统,打,911,报警,时，定位并接到,最近警局,综合了各种定位技术：,ToA,，,A-GPS,等,等,29,应用：紧急定位,室内环,境复杂,主要影响：,多,径效应,多个障,碍,物，分别反,射电磁波,，多重反,射,波在接,收端混叠,电,磁,波,穿,透力不同,长波信,号,，,穿透能力弱，传播能力,强，不易衰减。

GPS,，频,率为,1575.42MHz,和,1227.60HMz,波,长分别为,19.03cm,和,24.42cm,短,波信,号,，穿透力强,，传播能,力弱，易,衰,减,室,内应选,用？,30,室内精确定位,短波信号,利用已有设备与网络,蓝牙，,WiFi,，,ZigBee,，,地磁,场传感器,部署方便、成本低、精度有限,利用专门设备与网络,红外线,、超声波,、,RFID,、超,宽带,(UWB),等,精度高、部署成本高,【,参考视频,】,室,内定位，,indooratlas,推地磁场定位系,统,百,度已经注资,1000,万美元，提供,Android,版免费,API,31,室内精确定位,原理,通,过,RFID,标签,定位，,从而定位设备的位置,32,RFID,定位,2014,年，,刘,云,浩,，杨,磊博,士,“差,分增强全息,图”定,位方,法,克,服,标签多样性,对定位精度的影响,，,首,次将室内定位精度提高到,毫米级,满,足,了航空行李分拣,系统的需,求ACM,Mobicom,2014,Tagoram,:Real-time Tracking of Mobile RFID Tags to High Precision Using COTS,Devicesh,获,得大会唯一的最佳论文奖。

33,RFID,定位,WiFi,基站,定,位,原理：利,用可见,Wi-Fi,接入点来定位,优势：,在,大城市中,，无线,AP,数目,多,34,WiFi,基站定位,建立,AP,位置数据库,现,场勘,测,：,通过装载了,GPS,和,WiFi,终端的小车四处搜集（方法与,google,的“街景,street view,”类似,）,用户主动提交,AP,信,息,精,度,10,米，响应时间,1,秒,提供,专门,的,开发,SDK,35,WiFi,定位系统：,Skyhook,36,WiFi,定位系统：,Skyhook,4.1,基于位置的服务,4.2,定位系统,4.3,定位技,术,37,本章内容,定位技,术,原理,：,有一个或多个已知坐标的,参考点,测,量物,体,与参,考点,的,位置关系（距离）,根据,位置关,系计算，确,定,目标位置,常见定位技术：,基于,距离的,定位,（,Time of Arrival,ToA,）,基于,信号特征的定位,（,Received Signal Strength,RSS,）,38,定位技术,39,基于距离的定位（,ToA,）,发送端,接收端,电磁波,声波,40,基于距离的定位（,ToA,）,发送端,接收端,已,知距离，计,算,位置,：,原理,：平,面上三个圆交于一点,由前面方法，得到目标点到,3,个参考点的距离,以,每个参考点为圆心,，目标到参,考点的距离为半,径，画,3,个圆,，目标必在圆,上,三维空间,需要,4,个以上参考点,ToA,缺点,需要,额外装置,计算距离,41,基于距离的定位（,ToA,）,基于,信号特征,的定,位原理,信,号强度随传播距离衰,减，用,接收信号强度,估计,距离,优点：,不,需要额外,设备。

缺点：,情况复杂，不是理想,的圆形衰减42,基于信号特征的定位（,RSS,）,原理,将信号强度看做,“,指纹,”,预先布置,N,个参考节点,测出,N,个参考节点信号的强度，得到一个,N,维向量,事先测出区域中每个位置的特征向量,将目标测出的特征向量和事先测量值,比对,，找出,位置,缺点,需要,预先建立,指纹；不能,应,对环境,动,态变化,43,基于指纹特征的定位,参考点,1,的,波场衰减,“指纹”,当价值,成本，就会有公司去做,室内定位的价值？,商业,价值，,尚待挖掘室内,定位的成本？,关键点,，不,在定位,技术，而是,指纹,库,的建立,和维。