第6章_网络定位和发现技术-《物联网技术基础教程》.pdf

第6 章网络定位和发现技术 学习任务 本章主要涉及： 1 GPS全球定位系统 2 蜂窝基站定位 3 新兴定位系统（ AGPS ） Click to add title in here 学习任务 本章主要涉及： 4 无线室内环境定位 5 传感器网络节点定位技术 6 传感器网络时间同步技术 Click to add title in here 6.1 位置服务 • 位置服务（LBS，Location Based Services） 又称定位服务， • LBS是由移动通信网络和卫星定位系统结合在 一起提供的一种增值业务，通过一组定位技术 获得移动终端的位置信息(如经纬度坐标数据)， 提供给移动用户本人或他人以及通信系统，实 现各种与位置相关的业务。 • 实质上是一种概念较为宽泛的与空间位置有关 的新型服务业务。 6.1 位置服务 • 位置服务（LBS，Location Based Services）又称 定位服务，LBS是由移动通信网络和卫星定位系统结 合在一起提供的一种增值业务，通过一组定位技术获 得移动终端的位置信息(如经纬度坐标数据)，提供给移 动用户本人或他人以及通信系统，实现各种与位置相 关的业务。实质上是一种概念较为宽泛的与空间位置 有关的新型服务业务。 • 关于位置服务的定义有很多。1994年，美国学者 Schilit首先提出了位置服务的三大目标：你在哪里(空 间信息)、你和谁在一起(社会信息)、附近有什么资源 (信息查询)。这也成为了LBS最基础的内容。 6.1 位置服务 对于位置定义有如下几种方法： 1) AOA(angle of arrival )指通过两个基站的 交集来获取移动台(Mobile station)的位置； 2) TDOA(time difference of arrival)工作原来 类似与GPS。通过一个移动台和多个基站交互的 时间差来定位； 3) location signature位置标记。对每个位置 区进行标识来获取位置； 4) 卫星定位。 6.1 位置服务 需要特别说明的是，位置信息不是单纯的 “位置”，而是包括： • ①地理位置（空间坐标） • ②处在该位置的时刻（时间坐标） • ③处在该位置的对象（身份信息） 6.2 GPS全球定位系统 • GPS 是英文Global Positioning System （全球定 位系统）的简称。GPS是20世纪70年代由美国陆海 空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。 • 其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全 天候和全球性的导航服务. • 经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994 年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座 己布设完成。 6.2.1. GPS构成 • GPS全球定位系统由空间部分、地面控制系统和用 户设备部分三部分组成。 ①空间部分 • GPS的空间部分是由24颗卫星组成(21颗工作卫 星，3颗备用卫星），它位于距地表20200km的上 空,均匀分布在6 个轨道面上,轨道倾角为55°。 • 卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观 测到4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存的导航信 息。 • GPS的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推 移，导航精度会逐渐降低。 6.2.1. GPS构成 ②地面控制系统 • 地面控制系统由监测站、主控制站、地面天线 所组成,主控制站位于美国科罗拉多州春田市。 地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算