この記事では、屋外測位テクノロジーについてすべてを取り上げます. GPS, 北斗, グロナス, ガリレオ, およびその他の全地球測位およびナビゲーション システムは、屋外測位技術の主力です. 対照的に, Bluetooth ビーコン, Wi-Fi, UWB, およびその他の無線テクノロジーは、 屋内測位技術.
1. 屋外測位技術の定義
現時点での屋外測位技術の 2 つの主なカテゴリは、GNSS 測位と LBS 測位です。.
ロケーションLBS
基地局の測位, または LBS ポジショニング, 携帯通信事業者のネットワークを利用して、携帯端末のユーザーの位置情報を特定します。 (のような GSMネットワーク, GPRS, 等).
ポジショニングの原則: 屋内測位はコンセプトと同等. ユーザーは位置情報機能を起動すると、まず近隣の基地局をすべて検索します。. 当然, 各基地局からの距離は異なります, その距離で受信される信号強度も同様です. 受信した基地局が以下の値以上である場合、3 点測位方法を使用しておおよその位置を取得できます。 3. 信号の不安定性により、位置精度はおよそ数百メートルです. しかし, 基地局の位置の価値のため, 基地局の動作によって消費される電力はそれほど多くありません. (基地局のスキャンにはエネルギーが消費されます, もちろん。)
GNSS
全球測位衛星システム, またはGNSS, US GPS の頭字語です。, 中国の北斗航行衛星システム, ロシアのグロナス, ヨーロッパのガリレオ, およびその他の衛星ナビゲーション システム.
3 つのコンポーネントで構成されます。 GPS全地球測位システム: ユーザーの機器, 地上管制, そしてスペースコンポーネント.
24 個の衛星が宇宙セグメントを構成, 地球上のあらゆる場所で 4 つの衛星すべてから信号を受信できるように配置されています。.
監視ステーション, 中央制御局, 待機主制御局, および情報注入ステーションは地上管制コンポーネントを構成します, 衛星を制御し、衛星が正常に動作するようにします。.
受信機コンポーネントは、衛星が提供する軌道暦情報を取得するためのユーザー機器の一部です。.
GPS測位の概念
衛星の位置と距離によって受信機の位置が特定されます.
地球から同じ距離にある衛星は円として見えます. それから, 理論的には 3 つの衛星で測位が可能になる可能性がある.
2. 屋外測位の動作原理
全地球測位システム (GPS)
LBSはロケーションベースサービスの略です, 携帯電話ベースの追跡システムです. 衛星です- および無線ベースの追跡およびナビゲーション システム. このシステムは、GPS 受信機を備えた機器を備えている限り、地表上の物や人の地理座標を決定できます。. 追跡には近くの携帯電話サービスプロバイダーのGSMセルタワーが使用されます。.
ロケーションLBS
携帯電話で位置情報を取得しているため、, LBS の配置には、デバイスのスタンバイ期間を延長し、エネルギー消費を削減するという利便性の利点があります。. 3 つの基地局からの信号の差を計算すると、理論的には電話の位置を正確に特定できるはずです。. したがって, 天気に関係なく, いつでも高い建物を見つけることができます, 場所, またはその他の条件, モバイル通信ネットワークの実用範囲内にある限り、ユーザーのガジェット上で.
3. どのような外部測位方法が採用されているか?
GPS位置情報
空の衛星は携帯電話の GPS に信号を送信できます, これらの信号を使用して現在の経度を決定できます。, 緯度, そして高さ. GPS測位 精度は一般に、広範な領域で比較的高い, 平野部.
基地局の配置
通信事業者の通信基地局測位は基地局測位の基盤です. 通常, 飛行機の位置を特定し、受信信号強度に基づいてその位置を特定するには、3 つの基地局が必要です. これらの基地局により、通信基地局の密度への依存度が高まります。, より多くの分散はより正確な配置を意味します.
ハイブリッドアプローチ
Wi-Fi データと基地局の位置を組み合わせてハイブリッド サイトを形成します. この組み合わせは、Wi-Fi ロケーションがどのように機能するかを説明します. 電話が Wi-Fi に接続されるとき, メーカーは物理アドレスと Wi-Fi の MAC アドレスの両方を記録し、次回ユーザーが Wi-Fi に接続するときに電話機がそのアドレスを見つけられるようにします。. より多くの Wi-Fi が利用できる場合、相互認証を実現できます, サプライヤーにはさらに多くのデータが記録されています.
4. 屋外測位システムの目的は何ですか?
GPS にはどのような用途がありますか?
GPSの用途は非常に多様になる. GPS信号を使用して時刻を送信できます, 速度測定, 測地および工学測量の高精度測位, ミサイル誘導, そして土地, 空気, そして海上航行.
地上制御をほとんどまたはまったく行わずに、迅速な航空測量マッピングを実現します。, 航空宇宙写真撮影時にカメラの位置を知る必要がある. この技術の進歩は、地理情報システムと地球環境リモートセンシング監視の発展をもたらしました。.
フリート管理の要求をより簡単に満たすために, 一部の GPS 受信機には無線が組み込まれています, 無線電話, およびモバイルデータ端末, 主に船舶の測位航行用, 自動車, 航空機, その他の動くもの. 加えて, 多くの企業や政府機関は、GPS デバイスを使用して車両の位置を追跡しています。, 無線通信技術を頻繁に使用する. のような:
- 外海での船舶の航行と港への分水
- ルート案内, アプローチ, そして飛行機の着陸
- 自動運転車ナビゲーション
- 都会的な インテリジェントな交通管理と地上車両追跡
- 即時救命
- 個人旅行と自然探検
- 携帯通信装置 (PDAと電子地図を統合)
- 力, 役職, および電気通信ネットワークの時刻同期
- 正確なタイミング
- 確実な周波数入力
- すべてのグレードの管理された測地測量
- 高速道路やさまざまなルートの混雑
- 水中で地形調査が行われた.
- 地殻変動計測, ダム, 建物の重大な変形監視
- GISプログラム
- 建設機械の制御 (タイヤクレーン, ブルドーザー, 等)
- 絶妙な農業
車両 GPS 測位管理システムの中核コンポーネントは、自律車両 GPS 測位です。, 車両のスケジュール設定と追跡のための無線通信システムと統合されています。.
基地局を設置する
屋内または屋外の測位システムは主に測位基地局を使用します。. 測位基地局, これは、次のワイヤレス AP に相当します。 WI-FI 基地局の測位技術原理を使用します, 主に、人事位置決めシステムの位置決めカードの通信および位置決めアルゴリズムで使用されます。.
デュアル周波数高精度位置基地局のアプリケーション シナリオには、刑務所の人員測位システムが含まれます, 拘置所, そして精神病院も.
公的検査および法執行機関, 学校, 病院, 工場, トンネル, 鉱山, 人の位置を特定する必要があるその他の場所, オブジェクト, 車両は頻繁に UWB 測位システムを使用します. これらのアプリケーションでは、測位コンテキストで基地局の位置を特定する構築が必要になることがよくあります。. 例えば, ファジー測位システム用の基地局をセットアップする必要がある. エリア測位システムはベース基地局とアンカー基地局を見つける必要があります. AOAによると, 高精度測位システムは基地局とビーコンを検出する必要があります, 超高精度測位システムにはUWB測位基地局を設置する必要がある.
5. 屋外測位システムの精度
デュアル周波数と高精度位置情報を備えた基地局
デュアル周波数高精度測位基地局の主な機能は次のとおりです。: 主に 2.4G+125 デュアル周波数測位, 位置精度は0～5メートル, 位置決めカードまたはリストバンドのバッテリー寿命は 1 ～ 5 年;
GPS位置精度
GPS測位出力は1秒間に1回; 以下のCPU処理, センターへの送信は通常、 30 1ポイントあたりの秒数; 送信時間は比較的短く、 GPRS インターネット時間. GPS 測位精度は通常、 15 メートル以下.
ロケーションLBS
LBS を使用するモバイル デバイスの位置精度は次のとおりです。 50 に 5,000 メートル.
LBS基地局の測位, 位置情報ベースのサービスとも呼ばれます (略称LBS), 携帯電話ユーザーが通常使用する位置ベースのサービスです. GIS プラットフォームの助けを借りて, それは電気通信を使用します, 携帯通信会社の無線通信システムや携帯端末利用者の位置情報を取得する外部測位方式. ユーザーに同等のサービスを提供するプレミアムサービスです.
6. 屋外設置のデメリット
GPS衛星測位の欠点
ナビゲーション メッセージには次のものが含まれます。; 衛星エフェメラ, 動作条件, 時計補正, 電離層補正, 大気屈折補正. しかし, ユーザーの 3D 座標 X に加えて, Y, そしてz, ユーザー受信機の時計は衛星の搭載時計と常に同期しているわけではないため、,
衛星と受信機との時差, または変数 T, も不明として追加されます. 次に、4 つの方程式を使用して、これら 4 つの未知数を解決します。.
結果として, 受信機を見つけるには, 少なくとも 4 つの衛星から信号を受信できる必要があります.
優れた精度と広範囲のカバーにもかかわらず, 衛星測位はコストと消費電力が高いため、すべての顧客に適しているわけではありません.
基地局の場所の欠点
基地局の位置を特定すると信号が妨害されやすいため、基地局の位置特定が不正確であることは本質的に知られています。. 精度はおおよその値ですので、 150 メートル, 運転ナビゲーションは基本的に不可能です.
携帯電話は基地局の信号が届くエリアにある必要があります, SIMカードを登録する, 3 つの地上局の移動を検出します, 屋内でも屋外でも.
主な用途は、信号が見つかると測位が非常に迅速に行われるため、GPS や Wi-Fi がない場合に自分の位置を迅速に特定することです。.
7. 屋外測位の利点
基地局の立地によるメリット
基地局の設置場所の考え方もわかりやすい: 電話で受信した信号強度に基づいて, 基地局があなたからどのくらい離れているかを大まかに見積もることができます. 基地局から離れるほど信号が悪くなることがわかっています.
電話機は、少なくとも 3 つの基地局の信号を同時に検出することで、基地局の距離を大まかに計算できます。, 今日のネットワーク範囲を考慮すると、これは非常に簡単です.
3 点測位全体では、3 つの地上局間の距離を計算するために必要なすべてが示されています。 (3つのポイント) 電話機は、基地局の位置を中心とし、電話機からの距離を半径とする円を描き続けます。.
デバイスの位置は、これらの円が接続される場所です. 基地局はモバイルネットワーク内で独自であるため, 地理的な位置も優れています.
GPS 位置情報の利点
- 地球規模での全天候型測位: 膨大な数の GPS 衛星が均等に配置されているため、, 少なくとも見ることは可能です 4 地球上のどこからでも、いつでも. この可能性により、全地球的な全天候型ナビゲーションおよび測位サービスの継続的な提供が可能になります。 (雷と稲光を除いて観察してはなりません).
- 優れた位置精度. 内で 50 km, GPS 相対位置決め精度が近づく可能性があります 10-6 メートル, 100–500km, 10-7 メートル, そしてその中で 1000 km, 10-9 メートル. 3001500m プロジェクトの正確な位置決め中に 1 時間以上の観察が行われた場合, 溶液の平面位置誤差は1mm未満, これは ME-5000 電磁に匹敵します…
- 短い観察期間: GPSの開発が進むにつれ、, 内部での比較的静的な位置決め 20 kmだけかかります 15-20 分; 各移動局と基準局が範囲内にある場合 15 お互いにkm, 移動局の観測時間だけが必要です 1-2 分. リアルタイム動的測位を使用する場合, 各ステーションの観察には数秒かかります.
- テストサイト間の通信は必要ありません. GPS 測量では測量局を確認する必要はありません; 必要なのは澄んだ空だけだ. したがって、調査ビーコンは不要になります.
8. 最高の屋外位置情報サービスプロバイダー
- グーグル
- クアルコム
- マイクロソフト
- サムスン
- シスコ
- りんご
- ホールディングス以下
- ヒューレット・パッカード (HP)
- インサイト
- エアロスカウト
