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料塔定位跟蹤技術(shù)

來源:常州安橋電氣科技有限公司   2023年05月05日 10:08  

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)。GPSGPRS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GPSGPRS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)??偛荒苡玫睦厦佬l(wèi)星來定位吧。


GPS系統(tǒng)由三個獨(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;

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)時間;

3) 用戶設(shè)備:接收GPS衛(wèi)星信號,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)射自己的位置的時候會加上時間戳,GPS設(shè)備接收到信號后,用當(dāng)前時間減去時間戳,就是數(shù)據(jù)包在空中傳輸所用的時間,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放大,石英時鐘每30天都會有1秒的誤差,所以要把時鐘誤差產(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)上是解一個四元一次方程組,另外一個變量是時鐘誤差,主要是有時鐘不同步的問題,需要計(jì)算時鐘誤差。

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,那么定位就會產(chǎn)生偏差,還有就是在特殊時期會有人為的誤差。

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,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)行定位時速度可能會很慢,因?yàn)?span>GPS定位需要知道至少4顆衛(wèi)星的位置,所以GPS的啟動大致可以分為冷啟動和熱啟動。

冷啟動:啟動時沒有星歷信息,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:模塊中已經(jīng)存儲了星歷信息,減少遍歷的時間,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)這個位置信息,將此時經(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)營商會在全國布基站,手機(jī)會掃到周邊的基站,距離基站越遠(yuǎn),信號越差,根據(jù)手機(jī)收到的信號強(qiáng)度可以大致估計(jì)距離基站的遠(yuǎn)近?;镜奈恢茫?dāng)手機(jī)同時搜索到3個以上基站信號時,就可以得到3個基站距離手機(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,會出現(xiàn)無法定位的情況



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