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室内定位技术研究摘要：近年来，随着科技的进步和发展，人们对室内定位的需求越来越多，各种室内定位技术蓬勃发展起来。本文对现有的几种室内定位技术的工作原理进行了阐述，每种技术选取了一个典型系统进行研究，包括其系统结构、定位原理、定位精度，阐述了各个定位技术的优缺点和局限性，最后对各定位技术进行了对比，分析了各个定位技术的应用场景，并指出需要根据不同的使用环境选择不同的定位技术。关键词：室内定位；定位技术；定位方法中图分类号：TP391.41文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2016.04.0030引言随着美国全球定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GlobalOrbitingNavigationSatelliteSystem，GLONASS）、我国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatellitesvstem，BDS）以及欧盟伽利略卫星定位系统（GalileoSatelliteNavigationSystem，GALILEO）的蓬勃发展，室外定位技术已经非常成熟，人们可以很容易地在室外进行路线导航、地址定位，精度非常高。然而，上述四种定位系统采用的是卫星定位技术，在室内卫星信号受到屋顶以及其他障碍物的遮挡，无法进行定位，因此需要发展其他的室内定位技术。室内定位的应用非常广泛。在医院，需要对某些特殊病人进行实时定位，以确保其安全；在商场或超市，如果能对小孩进行定位，就不用再担心走丢；在展览馆，对参观者进行定位，可以做到讲解的有的放矢；在发生火灾或其他突发事件时，还可以对被困者进行定位以实施有效救援。本文针对目前已有的室内定位技术进行了研究，每种技术选取一种典型系统进行分析，阐述了该系统的定位原理，分析了已有室内定位技术的优缺点，对已有室内定位技术进行了对比，提出要根据不同的使用环境选择不同的定位技术。1已有室内定位技术介绍室内定位是指在室内环境中进行位置定位，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。目前的室内定位技术主要有基于红外线的室内定位技术、基于超声波的室内定位技术、基于超宽带（Ultra-wideband，UWB）的室内定位技术、基于射频识别（RadioFrequencyIdentification，RFID）的室内定位技术、基于无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）的室内定位技术和基于蓝牙的室内定位技术。1.1基于红外线的室内定位技术红外线是波长介于微波和可见光之间的电磁波，具有可见光的特征，即沿直线传播，会被障碍物遮挡。基于红外线的室内定位技术一般包括两种组件：红外线发射器和光学接收器。典型的基于红外线的室内定位系统是Roy等人在1992年提出的ActiveBadge系统。该系统设计了一种特殊的标签，周期性地发射红外线信号，待定位者携带这种标签，其发射的周期性的信号会被室内布置的光学接收器传感网络接收到，传感器将这些信息发送给中央控制器进行数据处理，就可以得到待定位者的位置信息。该系统的定位精度取决于光学接收器的分布密度，在权衡成本和定位精度的要求后，该系统每隔6米设置―个光学接收器。但是，由于红外线可以通过反射被传感器捕捉到，因此该定位系统不能判断待定位者的方向信息。出于对标签能量供应的考虑，系统每隔15秒发射一次红外线，然而在15秒的时间内物品的位置可以发生很大变化，做不到实时定位，因此该系统只适用于位置变化很缓慢的情况。另外，系统要求能定位在同一位置的多个待定位者，因此，设置持续时间为0.1秒的红外线可以有效降低两个红外线可能发生干扰的概率。1.2基于WLAN的室内定位技术WLAN是在有线局域网的基础上发展而来的。在无线局域网中，终端设备通过电磁波进行数据传输，不再需要固定的连接方式，网络非常灵活便捷。WLAN系统的基本结构如图1所示。智能手机、笔记本电脑等移动终端通过电磁波与无线接入点进行通信，无线接入点通过有线方式接入到以太网中，从而实现各个网络设备之间的信息传输。基于WLAN技术的典型室内定位系统是微软公司在2000年提出的RADAR系统。RADAR系统中，在特定的位置布置无线接入点，待定位者携带可以接收无线信号的设备进行定位。由于室内环境复杂，无线信号受到多径、反射、障碍的干扰，其信号强度的传播模型很难建立。针对这一问题，RADAR系统采用了基于RSSI（ReceivedSignalStrengthIndication，接收信号强度）的指纹定位法，即在待定位区域内选取一系列的参考节点，收集待定位者在每一个参考节点接收到的所有无线接入点的信号强度，并存储在数据库中。当待定位者进入WLAN覆盖区域时，根据其接收到的所有基站的信号强度，与数据库中的数据进行对比，