定位技术分类

室外定位技术

以GPS为代表的卫星定位技术

GPS无法穿透建筑物

移动通信网定位技术[采用cell-id方式]

通过测量移动通信信号来估计移动终端的位置，分为基站定位和终端定位两种模式。

基站定位利用移动通信网络的基站上接收到的信号来估计移动终端用户的位置

终端定位由移动终端通过测量接收到的移动通信网各基站的信号来估计自身的位置

l  提高定位系统定位精度和覆盖范围，如定位与移动通信网定位相结合产生的A-GPS定位，可以在一定程度上减小城市峡谷效应对定位的影响；

（峡谷效应：城市中由于整齐划一的建筑物的影响，在楼间距密集的狭窄地带形成类似峡谷的气流运动）

l  将定位服务与移动互联网服务相结合，扩展服务领域，如移动运营商在给移动终端提供位置信息的同时，还可以为用户提供个性化的信息，如周边的餐饮、住宿等各种信息。

室内定位技术

超声波的室内定位系统(Active Bat/Cricket):

利用超声波技术和TOA/TDOA测量追踪定位标签的3D 位置和方向信息

Active Bat 系统需要在每个房间的天花板上部署大量的传感器，这项耗时的工作降低了该系统的扩展性。Cricket系统的接收机需要同时进行位置计算并接收超声波和无线电信号而消耗更多的电量，对接收机的电源要求更高

Woodman, O J, Harle, R K.Concurrent Scheduling in the Active Bat Location System[C]. PERCOM, Mannheim,Germany: 2008: 431-437.

Priyantha N, Chakraborty A andBalakrishnan H. The Cricket Location-Support System[C]. ACM Conference onMobile Computing and Networking, Boston, USA: ACM. 2000: 32-43.

红外线室内定位系统:

IR (InfraredRay)位置感知技术

IR 发射器便于携带，系统的架构简单并且不需要耗时地安装和维护。

没有考虑安全性和隐私性，并且IR 信号易受到荧光和日光的干扰

Want R, Hopper A, Falcao A,Gibbons J, Active Badge Location System[J].ACM Transactions on InformationSystems. 1992, 10(1): 91-102.

Harter A and Hopper A. ADistributed Location System for The Active Office[J]. IEEE Network, 8(1), 1994:62-70.

Gu Y, Lo A, Niemegeers I. ASurvey of Indoor Positioning Systems for Wireless Personal Networks[J]. IEEETrans. IEEE Communications Surveys and Tutorials. 2009, 11(1): 13-32. 

Fernando X, Krishnan S, Sun H,Kazemi-Moud K, Adaptive Denoising at Infrared Wireless Receivers[C]. TheInternational Society for Optical Engineering, Orlando, USA: SPIE. 2003:199-207. 

Lee C, Chang Y, Park G, Ryu J,Jeong S, Park S. Indoor Positioning System Based on Incident Angles of InfraredEmitters[C]. IECON 30th Annual Conference of IEEE Industrial ElectronicsSociety, Republic of Korea:IEEE. 2004: 2218-2222.

无线电射频识别(Radio Frequency Identification, RFID):

有源RFID

不仅可提供室内定位服务，还为用户提供其他服务而且定位标签方便携带。

RFID 系统要在定位覆盖区域安装基础设施设备，耗费大量的安装时间和成本。

Ni, L M, Liu, Y H, Lau, Y C,Patil, A P. LANDMARC: Indoor Location Sensing Using Active RFID[C]. PerCom2003, Fort Worth, USA: IEEE.2003: 407-416. 

Chon H D,Jun S, Jung H J, An SW. Using RFID for Accurate Positioning[J].Journal of Global PositioningSystems. 2004, 3(1-2): 32-39.

蓝牙：

多个蓝牙设备可以通过MAC 协议组成蓝牙微型网络。

是可利用现有的蓝牙设备实现定位。

只能提供2-3 米的精度并且定位时延较长。另外，由于蓝牙技术传输范围的限制，它适合在室内小范围内应用，不适合在大型室内环境下部署 

Liu H, Darabi H, Banerjee P,Liu J. Survey of Wireless Indoor PositioningTechniques and Systems[J]. IEEETrans. Systems, Man, and Cybernetics.2007, 37(6): 1067-1080.

超宽带(Ultra Wideband, UWB)

UWB 技术(利用TDOA 和AOA位置感知)

不需要视距传播、不受多径效应影响、强抗干扰能力、高穿透能力等；可以获得较高的定位精度。

但UWB 定位系统的造价很高，不易被广泛应用。

Zhang Y, Liu W, Fang Y, Wu D.Secure Localization and Authentication in Ultra-Wideband Sensor Networks[J].IEEE Trans. Selected Areas inCommunications. 2006, 24(41): 829-835.

 将超宽带技术和位置指纹法结合起来，提高了指纹向量的维度，定位性能较好。

Efficient training phase forultrawideband-based location fingerprinting systems.Steiner, Christoph,Wittneben, Armin. IEEE Transactions on Signal Processing .2011

视觉定位系统

采用低价的摄像头可覆盖大面积目标定位区域

在用户不需要携带任何设备的情况下，可感知用户的位置和行为。

摄像头拍摄的图片需要上传到专用的计算机处理，用户的隐私无法受到保护。系统的精度也易受到动态环境变化的影响。

Barry B, Brian M, John K,Amanda K, Steven S. EasyLiving: Technologies for Intelligent Environments[J]Lecture Notes in Computer Science. 2000,1927: 12-29.

磁场定位系统：计算机基站+RF 发射机+传感器+控制器

精度高并且支持多目标同时定位。

设备昂贵、覆盖范围有限，容易受到金属物体如铁门、铁窗等的影响。当连续动态跟踪时，电池仅能维持1-2 小时。

MotionStar.[EB/OL](2013-04-12)[2013-09-10].http://www.ascension-tech.com

WSN定位技术：无线传感器网络wireless sensor network

无线电标准，传感器之间相互协调通信以实现定位

低功耗和低成本，在物流管理中应用较多

Indoor location system using ZigBeetechnology. Gongalo G,Helena S. InternationalConference onSensor Technologies and Applicatiions . 2009

无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)定位

利用现有的室内WLAN 基础设施，节省系统的建造成本和时间并可利用少量的AP 实现定位。

需要离线RSS 采集工作量建立位置指纹图并且该WLAN 室内定位系统的定位精度也受很多室内环境因素的影响，包括：人体的移动、AP 的位置和数量、建筑结构等[39,40]。另外，没有考虑保护用户的个人隐私。

1、微软研究组RADAR 系统：

位置指纹定位法

依赖在离线阶段所采集标记位置信息的RSS 数据，利用K近邻匹配RSS样本并计算用户的位置坐标。KNN 算法的定位精度易受参考点分布和密度、选择的近邻参考点数量和在线RSS 样本数量的影响

传播模型法

该方法采用墙体衰减因子模型和楼层衰减因子模型估计AP 到终端设备的距离

Bahl P,Padmanabhan V N. RADAR: An In-Building RF-Based UserLocation and TrackingSystem[C]. 19th IEEE Computer and Communications Societies Conference, TelAviv, Israel: IEEE. 2000:775-784.

2、Ekahau公司的定位系统=物理位置调查 + WLAN 终端设备 + 定位引擎

物理位置调查(软件组件)：实时位置估计前提供物理位置校准并显示网络的覆盖区域、信号强度、数据速率、WLAN 重叠覆盖区域等

WLAN 终端设备：用户携带并能传输无线电信号保证实时定位。

定位引擎：WLAN终端测量数据通过

WLAN网络传输给其。

EKAHAU.[EB/OL](2013-08-30)[2013-09-10]. http://www.ekahau.com. 

Shang J, Yu S S,Zhu L F. Location-Aware Systems for Short-range Wireless Networks[C].International Symposium on Computer Network and Multimedia Technology, Wuhan,China: IEEE. 2009: 1-5.

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Kaemarungsi K,Krishnamurthy P. Properties of Indoor Received Signal Strength for WLANLocation Fingerprinting[C]. 1st Annual InternationalConference on Mobile andUbiquitous Systems: Networking and Services,Boston, USA: IEEE. 2004: 14-23.

Kaemarungsi K.Efficient Design of Indoor Positioning Systems Based on LocationFingerprinting[C]. 2005 International Conference on WirelessNetworks

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Smailagic A, KoganD. Location Sensing and Privacy in A Context-AwareComputing Environment[J].IEEE Wireless Communications. 2002, 9(5):10-17.

杨恒, 魏丫丫, 李彬, 郭丹等. 定位技术[M]. 北京：电子工业出版社,2013

一种基于RSS变化区间的加权策略，减少了随机变化引起的定位误差

杨萍,李智.一种基于的权重值选择及加权定位算法[J].信息与电子工程,2012,10

以指纹间的曼哈顿距离反映指纹的差异性，并查表提高运算速率。

Location sensing and privacy in acontext-aware computing environment. Smailagic, A.,Kogan, D.Wireless Communications, IEEE . 2002