料塔定位跟蹤技術(shù)

當(dāng)下對于設(shè)備定位來說，常見定位方式主要有GPS衛(wèi)星定位、IP定位、GPRS基站定位、WIFI定位、地磁定位、藍(lán)牙定位、視覺定位等。它們都有各自適用的場景，不能單說誰優(yōu)誰劣，總結(jié)其主要特點(diǎn)為：

針對不同的定位方式各自的適用場景，料塔采用GPS（衛(wèi)星）+GPRS（基站）雙定位技術(shù)。GPS與GPRS僅僅一字之差，容易讓人混淆，其實(shí)二者之間有很多不同，本文著重剖析料塔定位所采用的GPS與GPRS定位技術(shù)的特點(diǎn)與區(qū)別。

1、 GPS衛(wèi)星定位

這是最常見的一種室外定位方式，主要的衛(wèi)星定位系統(tǒng)有GPS，北斗，伽利略等，GPS定位。衛(wèi)星定位涉及到國家安全，海灣戰(zhàn)爭時(shí)美國人為調(diào)低了GPS精度，所以歐盟聯(lián)合開發(fā)了伽利略定位系統(tǒng)，我國也開發(fā)了北斗系統(tǒng)。總不能用的老美衛(wèi)星來定位吧。

GPS系統(tǒng)由三個(gè)獨(dú)立的部分組成：

1） 空間部分：24顆工作衛(wèi)星，不斷的發(fā)射衛(wèi)星信號(hào)；

2） 地面控制部分：監(jiān)測和控制衛(wèi)星運(yùn)行，編算衛(wèi)星星歷，保持系統(tǒng)時(shí)間；

3） 用戶設(shè)備：接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，獲得必要的定位信息，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，完成定位；

衛(wèi)星定位的原理其實(shí)是立體幾何求解位置，衛(wèi)星在發(fā)射自己的位置的時(shí)候會(huì)加上時(shí)間戳，GPS設(shè)備接收到信號(hào)后，用當(dāng)前時(shí)間減去時(shí)間戳，就是數(shù)據(jù)包在空中傳輸所用的時(shí)間，然后再乘上它的傳輸速度，就是數(shù)據(jù)包在空中傳輸?shù)呐e例，也就是方程式中的d，數(shù)據(jù)包是通過無線電波傳送的，那么速度就可以認(rèn)為是光速c。細(xì)小的誤差乘以光速都會(huì)放大，石英時(shí)鐘每30天都會(huì)有1秒的誤差，所以要把時(shí)鐘誤差產(chǎn)生的傳輸距離減去。

GPS系統(tǒng)一共有24顆衛(wèi)星，但是定位只要4顆就足夠，因?yàn)橛?jì)算位置的過程本質(zhì)上是解一個(gè)四元一次方程組，另外一個(gè)變量是時(shí)鐘誤差，主要是有時(shí)鐘不同步的問題，需要計(jì)算時(shí)鐘誤差。

從方程式中可以看出誤差可能來自于GPS衛(wèi)星廣播的自己的位置誤差，或者光速有變化，比如天空中飄滿烏云，那么定位就會(huì)產(chǎn)生偏差，還有就是在特殊時(shí)期會(huì)有人為的誤差。

GPS定位優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：精度高，在10米左右，不需要服務(wù)端，可以連續(xù)定位；

缺點(diǎn)：耗電，易受建筑物影響，在室內(nèi)幾乎無信號(hào)，所以一般用于室外定位導(dǎo)航。

GPS定位的問題：

第一次使用GPS進(jìn)行定位時(shí)速度可能會(huì)很慢，因?yàn)?span>GPS定位需要知道至少4顆衛(wèi)星的位置，所以GPS的啟動(dòng)大致可以分為冷啟動(dòng)和熱啟動(dòng)。

冷啟動(dòng)：啟動(dòng)時(shí)沒有星歷信息，需要遍歷所有的衛(wèi)星來判斷周圍有哪些衛(wèi)星，需要幾分鐘；

熱啟動(dòng)：模塊中已經(jīng)存儲(chǔ)了星歷信息，減少遍歷的時(shí)間，使得定位的速度加快，只需要幾秒。

所以AGPS技術(shù)誕生了，也就是輔助GPS定位技術(shù)，它本質(zhì)上是將GPS定位和基站定位兩種技術(shù)相結(jié)合，手機(jī)通過基站大致定位自己的位置，然后把位置告訴AGPS服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)這個(gè)位置信息，將此時(shí)經(jīng)過你頭頂?shù)男l(wèi)星參數(shù)反饋給你的手機(jī)，手機(jī)的GPS就可以快速搜索衛(wèi)星。

2、基站定位

運(yùn)營商會(huì)在全國布基站，手機(jī)會(huì)掃到周邊的基站，距離基站越遠(yuǎn)，信號(hào)越差，根據(jù)手機(jī)收到的信號(hào)強(qiáng)度可以大致估計(jì)距離基站的遠(yuǎn)近。基站的位置，當(dāng)手機(jī)同時(shí)搜索到3個(gè)以上基站信號(hào)時(shí)，就可以得到3個(gè)基站距離手機(jī)的距離，根據(jù)三點(diǎn)定位原理，只需要以基站為圓心，距離為半徑多次畫圓即可，這些圓的交點(diǎn)就是手機(jī)的位置，圓越多越精確。

基站定位的特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：覆蓋廣泛，不受建筑物制約，定位速度快；

缺點(diǎn)：基站定位的精度在100米到上千米，主要取決于基站的位置和密度，基站數(shù)量越多，密度高，定位精度也就高，農(nóng)村基站覆蓋少，會(huì)出現(xiàn)無法定位的情況