Dieser Artikel beleuchtet alles über Outdoor-Positionierungstechnologie. Geographisches Positionierungs System, Beidou, GLONASS, Galilei, und andere globale Ortungs- und Navigationssysteme sind die Grundpfeiler der Outdoor-Ortungstechnologie. Im Gegensatz, Bluetooth-Beacon, W-lan, UWB, und andere drahtlose Technologien sind die grundlegenden Grundlagen von Indoor-Positionierungstechnologie.
1. Die Definition der Outdoor-Positionierungstechnologie
Die beiden Hauptkategorien von Outdoor-Positionierungstechnologien sind derzeit die GNSS-Positionierung und die LBS-Positionierung.
Standort LBS
Positionierung der Basisstation, oder LBS-Positionierung, nutzt ein Netzwerk von Mobilfunkanbietern, um die Standortinformationen von Nutzern mobiler Endgeräte zu ermitteln (wie zum Beispiel GSM-Netze, GPRS, usw.).
Positionierungsgrundsatz: Die Indoor-Positionierung ist mit dem Konzept vergleichbar. Sobald der Nutzer die Ortungsfunktion startet, durchsucht er zunächst alle benachbarten Basisstationen. Natürlich, Die Entfernung von jeder Basisstation variiert, ebenso wie die Signalstärke, die in dieser Entfernung empfangen wird. Sie können die Dreipunktpositionierungsmethode verwenden, um eine ungefähre Position zu erhalten, wenn die empfangene Basisstation höher oder gleich ist 3. Aufgrund der Volatilität des Signals beträgt die Ortungsgenauigkeit etwa mehrere hundert Meter. Jedoch, aufgrund des Standortwerts der Basisstation, Die von der Bewegung der Basisstation verbrauchte Energie ist nicht zu hoch. (Das Scannen von Basisstationen verbraucht Energie, Natürlich.)
GNSS
Globales Navigationssatellitensystem, oder GNSS, ist eine Abkürzung für US GPS, Chinas Beidou-Navigationssatellitensystem, Russlands Glonass, Europas Galileo, und andere Satellitennavigationssysteme.
Drei Komponenten umfassen die Globales GPS-Positionierungssystem: der Benutzerausrüstung, die Bodenkontrolle, und die Raumkomponente.
Das Weltraumsegment besteht aus 24 Satelliten, der so positioniert ist, dass jeder Ort auf der Erde Signale von allen vier Satelliten empfangen kann.
Die Überwachungsstation, zentrale Leitstelle, Standby-Hauptkontrollstation, und die Informationsinjektionsstation bilden die Bodenkontrollkomponente, die den Satelliten steuert und dafür sorgt, dass er normal funktioniert.
Die Empfängerkomponente ist Teil der Benutzerausrüstung, um per Satellit bereitgestellte Ephemerideninformationen zu erhalten.
GPS-Positionierungskonzept
Die Position und Entfernung des Satelliten kann den Standort des Empfängers bestimmen.
Ein Satellit in der gleichen Entfernung von der Erde erscheint als Kreis. Dann, Drei Satelliten könnten theoretisch eine Positionierung erreichen.
2. Funktionsprinzip der Außenpositionierung
Global Positioning System (Geographisches Positionierungs System)
LBS steht für Location Based Services, Dabei handelt es sich um auf Mobiltelefonen basierende Ortungssysteme. Es ist ein Satellit- und funkbasiertes Ortungs- und Navigationssystem. Das System kann die geografischen Koordinaten von Dingen oder Personen auf der Erdoberfläche ermitteln, sofern es über ein Gerät mit GPS-Empfänger verfügt. Zur Ortung wird ein GSM-Mobilfunkmast eines nahegelegenen Mobilfunkanbieters genutzt.
Standort LBS
Weil es mit einem Mobiltelefon geortet wird, Die Platzierung des LBS bietet den praktischen Vorteil, dass die Standby-Zeit des Geräts verlängert und der Energieverbrauch gesenkt wird. Die Berechnung der Differenz zwischen den Signalen von drei Basisstationen sollte es theoretisch ermöglichen, den Standort eines Telefons genau zu bestimmen. daher, unabhängig vom Wetter, Sie können immer hohe Gebäude finden, setzt, oder andere Bedingungen, auf dem Gadget des Benutzers, solange es sich innerhalb der praktischen Reichweite des Mobilfunknetzes befindet.
3. Welche Methoden der Außenpositionierung werden eingesetzt??
GPS-Standort
Ein Satellit am Himmel kann Signale an das GPS eines Telefons senden, Das kann diese Signale dann verwenden, um den aktuellen Längengrad zu bestimmen, Breite, und Höhe. GPS-Positionierung Die Genauigkeit ist im Großen und Ganzen im Allgemeinen relativ hoch, flache Gebiete.
Platzierung der Basisstation
Die Positionierung der Telekommunikations-Basisstation des Netzbetreibers ist die Grundlage für die Positionierung der Basisstation. Typischerweise, Drei Basisstationen sind erforderlich, um ein Flugzeug zu lokalisieren und seinen Standort anhand der empfangenen Signalintensität zu identifizieren. Diese Basisstationen machen es stärker von der Dichte der Telekommunikations-Basisstationen abhängig, und mehr Verteilung bedeutet eine genauere Platzierung.
Hybrider Ansatz
WLAN-Daten und Standort der Basisstation werden zu einem Hybridstandort kombiniert. Diese Kombination erklärt, wie die WLAN-Ortung funktioniert. Wenn ein Telefon eine WLAN-Verbindung herstellt, Der Hersteller protokolliert sowohl die physische Adresse als auch die MAC-Adresse des WLANs, damit das Telefon diese Adresse finden kann, wenn der Benutzer das nächste Mal eine WLAN-Verbindung herstellt. Eine gegenseitige Überprüfung kann realisiert werden, wenn mehr WLAN verfügbar ist, und der Lieferant hat mehr Daten erfasst.
4. Was ist der Zweck des Outdoor-Positionierungssystems??
Welche Einsatzmöglichkeiten gibt es für GPS??
Die Einsatzmöglichkeiten von GPS werden sehr vielfältig sein. Zur Zeitübertragung können Sie GPS-Signale nutzen, Geschwindigkeitsmessung, Präzisionspositionierung für geodätische und technische Vermessungen, Raketenlenkung, und Land, Luft, und Seeschifffahrt.
Damit Sie eine schnelle Luftvermessungskartierung mit wenig oder keiner Bodenkontrolle durchführen können, Zum Zeitpunkt der Luft- und Raumfahrtfotografie ist es notwendig, die Position der Kamera zu kennen. Dieser technologische Fortschritt führte zur Entwicklung geografischer Informationssysteme und zur globalen Umweltfernerkundungsüberwachung.
Für eine mühelosere Erfüllung der Anforderungen des Flottenmanagements, Einige GPS-Empfänger verfügen über Funkgeräte, drahtlose Telefone, und mobile Datenterminals, hauptsächlich zur Positionierung und Navigation von Schiffen, Automobile, Flugzeug, und andere bewegliche Dinge. Zusätzlich, Viele Unternehmen und Regierungsorganisationen verfolgen den Aufenthaltsort ihrer Fahrzeuge mithilfe von GPS-Geräten, nutzen häufig drahtlose Kommunikationstechnologien. Wie zum Beispiel:
- Schifffahrt auf offenen Gewässern und Wasserumleitung in Häfen
- Routenführung, Ansatz, und Landung für Flugzeuge
- Autonome Fahrzeugnavigation
- Urban Intelligentes Verkehrsmanagement und Bodenfahrzeugverfolgung
- Sofort lebensrettend
- Individuelle Ausflüge und Wildniserkundungen
- Ein tragbares Kommunikationsgerät (integriert mit PDA und elektronischer Karte)
- Leistung, Post, und Zeitsynchronisation in Telekommunikationsnetzen
- Präzises Timing
- Zuverlässige Eingabe der Frequenz
- Kontrollierte geodätische Vermessungen aller Güteklassen
- Überfüllung der Autobahnen und anderer Routen
- Unter Wasser wurde eine topografische Untersuchung durchgeführt.
- Messung der Krustenverformung, DAMS, und erhebliche Überwachung der Gebäudeverformung
- Das GIS-Programm
- Steuerung von Baumaschinen (Reifenkräne, Bulldozer, usw.)
- Erlesene Landwirtschaft
Die Kernkomponente eines Fahrzeug-GPS-Ortungsmanagementsystems ist die autonome Fahrzeug-GPS-Ortung, das in ein drahtloses Kommunikationssystem zur Planung und Verfolgung von Fahrzeugen integriert ist.
Aufstellung der Basisstation
Das Positionierungssystem für den Innen- oder Außenbereich verwendet hauptsächlich die Positionierungsbasisstation. Die Positionierungsbasisstation, Das ist vergleichbar mit dem WLAN-AP in W-LAN und nutzt das Ortungstechnikprinzip der Basisstation, wird hauptsächlich im Kommunikations- und Positionierungsalgorithmus von Positionierungskarten im Personalortungssystem eingesetzt.
Zu den Anwendungsszenarien für hochpräzise Zweifrequenz-Ortungsbasisstationen gehören Personenortungssysteme für Gefängnisse, Haftanstalten, und psychiatrische Krankenhäuser.
Öffentliche Inspektions- und Strafverfolgungsbehörden, Schulen, Krankenhäuser, Fabriken, Tunnel, Minen, und andere Orte, an denen die Positionierung von Personen erforderlich ist, Objekte, und Fahrzeuge nutzen häufig UWB-Ortungssysteme. Diese Anwendungen erfordern häufig den Bau von Ortungsbasisstationen im Zusammenhang mit der Ortung. Zum Beispiel, Basisstationen für Fuzzy-Positionierungssysteme müssen eingerichtet werden. Das Gebietspositionierungssystem muss die Basis- und Ankerbasisstationen finden. Laut AOA, Das hochpräzise Positionierungssystem muss die Basisstation und das Beacon erkennen, und die UWB-Positionierungsbasisstation muss für das ultrapräzise Positionierungssystem eingerichtet werden.
5. Die Genauigkeit des Outdoor-Ortungssystems
Basisstation mit zwei Frequenzen und hochpräziser Ortung
Die Hauptfunktionen der hochpräzisen Zweifrequenz-Positionierungsbasisstation sind:: Meistens 2,4G+125 Dual-Frequenz-Positionierung, Positionierungsgenauigkeit von 0–5 Metern, mit einer Batterielebensdauer von 1–5 Jahren für die Positionierungskarte oder das Armband;
GPS-Standortpräzision
Die GPS-Positionsausgabe erfolgt einmal pro Sekunde; folgende CPU-Verarbeitung, Die Übertragung an die Zentrale erfolgt typischerweise 30 Sekunden pro Punkt; Die Übertragungszeit ist relativ kurz und beträgt GPRS Internetzeit. Die Genauigkeit der GPS-Positionierung beträgt normalerweise 15 Meter oder weniger.
Standort LBS
Mobile Geräte, die LBS verwenden, weisen eine Standortungenauigkeit von auf 50 Zu 5,000 Meter.
Positionierung der LBS-Basisstation, auch bekannt als standortbasierter Dienst (abgekürzt LBS), ist ein standortbasierter Dienst, der typischerweise von Mobiltelefonnutzern genutzt wird. Mit Hilfe einer GIS-Plattform, es nutzt Telekommunikation, das Funkkommunikationssystem von Mobilfunkanbietern oder eine externe Positionierungsmethode, um die Standortdaten von Mobilfunkendbenutzern zu erhalten. Es handelt sich um einen Premiumdienst, der den Nutzern vergleichbare Dienste bietet.
6. Nachteile der Platzierung im Freien
Nachteile der GPS-Satellitenpositionierung
Navigationsnachrichten umfassen; Satelliten-Ephemera, Betriebsbedingungen, Uhrkorrektur, Ionosphärenkorrektur, und atmosphärische Brechungskorrektur. Jedoch, zusätzlich zu den 3D-Koordinaten X des Benutzers, Y, und z, da die Uhr des Benutzerempfängers nicht immer mit der Borduhr des Satelliten synchronisiert ist,
Der Zeitunterschied zwischen Satellit und Receiver, oder Variable T, wird ebenfalls als Unbekannt hinzugefügt. Als nächstes verwenden wir vier Gleichungen, um diese vier Unbekannten zu lösen.
Infolge, um den Empfänger zu lokalisieren, Sie müssen in der Lage sein, Signale von mindestens vier Satelliten zu empfangen.
Trotz seiner großen Präzision und umfassenden Abdeckung, Aufgrund der hohen Kosten und des hohen Stromverbrauchs ist die Satellitenortung nicht für alle Kunden geeignet.
Nachteile beim Standort der Basisstation
Es ist grundsätzlich bekannt, dass die Positionierung der Basisstation ungenau ist, da ihr Signal bei der Lokalisierung leicht behindert wird. Da die Präzision nur ungefähr ist 150 Meter, Fahrnavigation ist grundsätzlich unmöglich.
Das Mobiltelefon muss sich in einem Bereich mit einem Basisstationssignal befinden, Registrieren Sie die SIM-Karte, und die Bewegung von drei Bodenstationen erkennen, ob drinnen oder draußen.
Die Hauptanwendung besteht darin, Ihren Standort schnell zu bestimmen, wenn weder GPS noch WLAN verfügbar sind, da die Positionierung außerordentlich schnell erfolgt, sobald ein Signal gefunden wird.
7. Vorteile der Positionierung im Freien
Vorteile beim Standort der Basisstation
Auch die Idee hinter dem Standort der Basisstation ist einfach: basierend auf der vom Telefon empfangenen Signalstärke, Wir können ungefähr abschätzen, wie weit die Basisstation von Ihnen entfernt ist. Wir wissen, dass das Signal umso schlechter wird, je weiter Sie von der Basisstation entfernt sind.
Das Telefon kann die Entfernung der Basisstation grob berechnen, indem es gleichzeitig die Signale von mindestens drei Basisstationen erkennt, was angesichts der heutigen Netzabdeckung ziemlich einfach ist.
Die Gesamtheit der Dreipunktpositionierung besagt, dass alles Notwendige ist, um den Abstand zwischen drei Bodenstationen zu berechnen (drei Punkte) und ein Telefon zeichnet kontinuierlich einen Kreis mit dem Standort der Basisstation als Mittelpunkt und der Entfernung vom Telefon als Radius.
Durch die Positionierung des Geräts verbinden sich diese Kreise. Dies liegt daran, dass die Basisstation im Mobilfunknetz einzigartig ist, und auch die geografische Lage ist ausgezeichnet.
Vorteile der GPS-Ortung
- Allwetterpositionierung auf globaler Ebene: Aufgrund der großen und gleichmäßig verteilten Anzahl von GPS-Satelliten, es ist zumindest möglich zu sehen 4 von ihnen zu jeder Zeit von jedem Ort auf der Erde aus. Diese Möglichkeit ermöglicht die Bereitstellung kontinuierlicher globaler Allwetter-Navigations- und Positionierungsdienste (außer Donner und Blitz sollten nicht beobachtet werden).
- Hervorragende Positionsgenauigkeit. Innerhalb 50 km, Geographisches Positionierungs System Die relative Positionierungsgenauigkeit kann erreicht werden 10-6 M, 100–500 km, 10-7 M, und im Innern 1000 km, 10-9 M. Wenn mehr als eine Stunde Beobachtung während der genauen Positionierung der 3001500m-Projekte erfolgt, Der Ebenenpositionsfehler der Lösung beträgt weniger als 1 mm, was mit dem elektromagnetischen ME-5000 vergleichbar ist…
- Eine kurze Beobachtungsphase: Mit der Weiterentwicklung des GPS, relativ statische Positionierung innerhalb 20 km dauert nur 15-20 Protokoll; wenn sich jede Mobilstation und die Referenzstation innerhalb befinden 15 km voneinander entfernt, Es wird lediglich die Beobachtungszeit der Mobilstation benötigt 1-2 Protokoll. Wenn dynamische Positionierung in Echtzeit verwendet wird, Das Beobachten jeder Station dauert einige Sekunden.
- Eine Kommunikation zwischen Teststandorten ist nicht erforderlich. Für GPS-Vermessungen ist es nicht erforderlich, die Vermessungsstationen zu sehen; Alles, was wir brauchen, ist ein klarer Himmel. Ein Vermessungsbake ist somit nicht mehr erforderlich.
8. Die besten Outdoor-Standortdienstleister
- Qualcomm
- Microsoft
- Samsung
- Cisco
- Apfel
- Unten: Bestände
- Hewlett Packard (PS)
- INSITE
- AeroScout
