超精确的定位技术与AR结合到底有什么做用

超精确的定位技术与AR结合到底有什么做用

超精确的定位技术与AR结合到底有什么做用

如果我们要获得真实的,针对特定地点的AR或精确的机器人交付服务,那计算机需要获得精确的导航地图。

科技乐观主义者认为,10年后自动驾驶汽车将无处不在,无人机将为我们提供包裹配送服务,机器人将为我们带来食品。不久的将来,我们的城市将被涂上增强现实的色彩,获得不一般的视觉体验。

要让这些技术变为现实,其中至关重要的一项难题就是:超精确的定位技术。全球定位系统(GPS)和智能手机地图应用程序上的定位服务对我们在一个陌生的城市导航非常有用,但对计算机来说就并不适用。因为他们需要知道物体精确到厘米的位置。

总部位于伦敦的初创企业Scape认为,这正是它所能提供的。据该公司联合创始人爱德华?米勒(Edward Miller)说,公司的视觉定位服务使用GPS和多幅摄像头图像,在两到三秒钟内精确定位出你所在的位置。它收集了超过20亿张街道图像,精确地绘制了全球100多个城市的3d地图,包括伦敦、旧金山、巴黎、莫斯科和东京。其中一些数据是由骑着自行车在城市中骑行的员工收集的,他们的自行车上安装了摄像头,但Scape的平台可以处理任何来源的图像。

在使用中,Scape的算法从任何图像中提取“兴趣点”(如街道标志,店面或灯柱),以便将其与数据库中已有的数十亿进行比较。然后,它的系统使用三角测量来推断观察物体的角度和距离,并将其精确位置返回给最终用户。与GPS或其他技术相比,这种精确度将AR更好地锚定到世界各地,使用用户获得更好的体验。

“Scape不仅把定位精度提升到一个新的水平。而且把这种能力扩展到一个充满活力的世界“米勒说。

AR在我们的生活已经有了一些成功的应用,比如:仅仅几天前,Snapchat通过在纽约释放虚拟龙来庆祝最新一季的权力游戏的推出。但许多商业公司也希望AR产品在客户穿越

GNSS精密单点定位基本原理及应用

GNSS精密单点定位基本原理及应用 【摘要】文中详细介绍了GN SS精密单点定位技术的基本原理及在各领域中的应用前景,供国土测绘界同行参考。 【关键词】GN SS;精密单点定位;大地测量 1.前言 精密单点定位是指利用全球若干地面跟踪站的GNSS观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差,对单台GNSS接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算,利用这种预报的GNSS卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据;同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GNSS定位观测值方程中的卫星钟差参数;用户利用单台GNSS双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2- 4dm级的精度,进行实时动态定位或2- 4cm级的精度进行较快速的静态定位,精密单点定位技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术,也是GNSS 定位方面的前沿研究方向。 2.精密单点定位基本原理 单点定位是利用卫星星历和一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位置的方法,其优点是一台接收机单独定位,观测组织和实施方便,数据处理简单。缺点是精度主要受系统性偏差(卫星轨道、卫星钟差、大气传播延迟等)的影响,定位精度低。应用领域:低精度导航、资源普查、军事等。对于单点定位的几何描述,保持GNSS卫星钟同GNSS接收机钟同步;GNSS卫星和接收机同时产生相同的信号;采用相关技术获得信号传播时间;GNSS卫星钟和GNSS接收机钟难以保持严格同步,用相关技术获得的信号传播时间含有卫星钟和接收机钟同步误差的影响。单点定位虽然是只需要一台接收机即可,但是单点定位的结果受卫星星历误差、卫星钟差以及卫星信号传播过程中的大气延迟误差的影响较为显著,故定位精度一般较差。 精密单点定位为技术针对单点定位中的影响,采用了精密星历和精密卫星钟差、高精度的载波相位观测值以及较严密的数学模型的技术,如用户利用单台GNSS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内,点位平面位置精度可达1- 3cm,高程精度可达2- 4cm,实时定位的精度可达分米级。 利用上述推导的观测模型,即可采用卡尔曼滤波的方法或最小二乘法进行非差精密单点定位计算,在解算时,位置参数在静态情况下可以作为常未知数处理;在未发生周跳或修复周跳的情况下,整周未知数当作常数处理,在发生周跳的情况下,整周未知数当作一个新的常数参数进行处理;由于接收机钟较不稳定,且存在着明显的随机抖动,因此将接收机钟差参数当作白噪声处理;而对流层影响变化较为平缓,可以先利用Saastamonen或其他模型改正,再利用随机游走的方

如何实现人员精确定位

如何实现人员精确定位 ——基于WSN技术的第三代人员定位系统 作者:中国矿业大学教授华钢安徽烽讯电子科技公司金灏 井下人员定位系统示意图 随着我国对煤矿安全日益重视,监管力度不断加强,大中型煤矿和众多乡镇小煤矿均已大量装备了煤矿安全监控系统,有效地遏制了重大瓦斯煤尘爆炸事故的发生。 生产安全的核心是人的安全。煤矿迫切需要利用相应的矿井人员跟踪定位设备,全天候对煤矿入井人员进行实时自动跟踪和考勤,随时掌握每个员工在井下的位置及活动轨迹、全矿井下人员的位置分布情况以及井下人员位置。矿用人员定位系统是集井下人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理等于一体的综合性应用系统。这一科技成果的实现,将为煤炭企业的安全生产、日常管理以及事故急救带来可靠指挥依据。 实现人员跟踪定位 矿用人员定位跟踪系统以标示卡为基本采集单位,完成对下井者地理信息和工作信息的采集、存储、处理、显示和打印,同时可以对各种异常状态进行预警、报警。系统主要由标识卡、读卡器、人员检测分站、通信接口、服务器、打印机等组成。 从结构上划分,人员定位跟踪系统主要包括主站、分站和移动分站。主站模块既是系统的信息处理中心,又是用户的信息获取源。从各种总线传输汇总的数据,经过主站模块完成数据筛选、信息存储、异常处理后,与用户进行信息交流;分站模块包括各种基站、读卡器和标示卡,共同形成一个动态信息采集监控区,并通过一定的信息传送方式,将数据汇总至主站模块。 从功能上划分,人员定位跟踪系统基本功能包括实时数据采集与存储、井下人员的电子考勤、动态定位、地图管理、历史路径查询与显示、数据联网、报表生成,以及

报警提示井下人员进入危险区域及限制区域,矿难时提供井下人员搜救帮助等功能。 以WSN技术为核心 人员定位跟踪系统的核心主要涉及传感器及其组网技术与人员信息的地理化显示处理技术。特别是前者的升级换代,从根本上标志着人员定位跟踪系统的发展阶段;后者作为决策支持的主要工具,体现了系统智能化、专家化的程度。 传感器及其组网技术 在无线技术基础上的煤矿井下人员定位系统经历了三个主要阶段,前两个阶段都采用RFID技术。RFID的中文全称是无线射频识别技术,它利用无线电波对记录媒体进行读写。与其他识别技术相比,RFID技术具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。但是这种技术的读卡器价格昂贵,如果要实现人员位置的密集跟踪,系统造价将难以承受。而人员检测与管理系统作为一个综合性系统,与安全监控系统具有同等重要性,若只实现小范围的人员检测,难以体现其价值,更难以发挥其应用前景。 随着现代传感器网络的发展,无线传感器网络(WSN)技术走向成熟,并在多个领域有成功应用。因此,基于WSN技术的第三代人员定位跟踪系统成为近年来的研究热点。WSN由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成一个自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,并发送给观察者。 WSN家族非常庞大,包含多个协议族。根据煤矿应用的特点,第三代人员定位跟踪系统不约而同地把研究的焦点取在Zigbee标准上。Zigbee是基于IEEE 802.15.4无线标准研制开发的关于组网、安全和应用软件等方面的技术标准。完整的Zigbee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。 应用汇聚层是把不同的应用映射到Zigbee网络上,主要包括安全属性设置和多个业务数据流的汇聚等功能;网络层则可实现网络的自组织和自维护,从而降低了网络的维护成本。Zigbee技术具有低功耗、短时延、低速率、近距离、低成本、大容量、高安全性、免执照频段等特点,因此在短距离无线通信领域有着较大的优势。而煤矿巷道在空间上本身具有局限性,若采用基于Zigbee技术的低成本传感器密集分布,将为当前的井下人员跟踪带来质的飞跃。 人员信息的地理化显示技术 用户并不关心传感器网络采用何种类型,其主要的系统体验来源于人员地理信息的可视化效果。如何将井下人员信息直观地传达给用户,并在灾害过程中为决策者提供临场感,是人员定位跟踪系统面临的另一难题。 人员定位系统的未来

隧道人员精确定位方案2020

隧道人员精准定位方案(精度小于0.5米) 北京华星北斗智控技术有限公司 2020年3月

目录 一、技术先进性简介 (3) 二、定位原理 (4) 三、系统拓扑图 (5) 3.1、网桥传输模式 (5) 3.1、有线传输模式 (7) 四、定位系统功能介绍 (8) 4.1、精确的定位功能 (8) 4.2、自动考勤统计功能 (10) 4.3、轨迹回放功能 (12) 4.4、一键呼救功能 (13) 4.5、电子围栏功能 (14) 4.6、标签基站管理功能 (16) 4.7、长时间静止报警功能 (17) 4.8、气体检测功能 (18) 4.9、LED投屏功能 (21) 五、定位基站的供电 (22) 六、定位标签的供电 (23) 七、定位基站的安装 (24) 八、定位基站参数 (27) 九、定位标签参数 (30) 十一、项目案例 (33) 2

一、技术先进性简介 华星智控隧道人员定位管理系统采用我司具有自主知识产权的UWBLOC技术,该技术基于无线脉冲通信原理实现定位,UWBLOC技术利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号,UWBLOC能在300米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。 UWBLOC技术抗干扰性能强,传输速率高,系统容量大发送功率非常小。UWBLOC系统发射功率非常小,通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长系统电源工作时间。而且,发射功率小,其电磁波辐射对人体的影响不到手机千分之一。 UWBLOC隧道人员定位系统定位精度最高可以做到10厘米,毫秒级的延迟实时显示人员的位置,可以实现隧道内的2维或1维精确定位。 UWBLOC系统信号几乎不对工作于同一频率的无线设备造成干扰,信号具有极强的穿透能力,可在室内和地下空间比如隧道、管廊等进行精确定位,相比于GPS卫星定位系统只能工作在露天环境,在定位卫星的可视范围之内;UWBLOC定位系统可以实现室内室外的精确定位,部署更为方便价格更为便宜。 3

精密单点定位技术及其应用

精密单点定位技术及其应用 摘要:GPS 精密单点定位技术是目前GPS 研究领域的热点之一。文中先简要介绍了精密单点定位的数学模型、数据处理总体思路。探讨了精密单点定位技术的定位原理及误差来源, 并比较了精密单点定位与RTK, 展望了精密单点定位技术在城市建设中的应用。 关键词:精密单点定位;解算过程;误差源;应用 1.前言 精密单点定位是利用全球若干地面跟踪站的GPS观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差, 对单台GPS 接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算。利用这种预报的GPS 卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据;同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GPS 定位观测值方程中的卫星钟差参数;用户利用单台GPS双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2- 4dm级的精度, 进行实时动态定位或2- 4cm级的精度进行较快速的静态定位, 精密单点定位技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术,也是GPS 定位方面的前沿研究方向。 2 精密单点定位基本原理 GPS 精密单点定位一般采用单台双频GPS 接收机, 利用IGS 提供的精密星历和卫星钟差,基于载波相位观测值进行的高精度定位。所解算出来的坐标和使用的IGS 精密星历的坐标框架即ITRF 框架系列一致, 而不是常用的WGS- 84 坐标系统下的坐标,因此IGS 精密星历与GPS 广播星历所对应的参考框架不同。 2.1 ITRF 参考框架 ITRF 是国际协议地球参考系(ITRS)的具体体现,ITRF 的构成是基于VLBI、LLR、SLR、GPS 和DORIS 等空间大地测量技术和观测数据, 由IERS 中心局IERS CB 分析得到一组全球的站坐标和速度场。IERS 中心局每年将全球跟踪站的观测数据进行综合处理和分析, 得到一个ITRF 框架,并以IERS 年报和IERS 年报和 IERS 技术备忘录的形式发布。ITRF 的定义是通过对框架的定向、原点、尺度和框架时间演变基准的明确定义来实现。不同时期ITRF 框架之间的四个基准分量定义是不同的,存在很小的系统性的差异,当然这些差异可以通过7个参数表示。 2.2 精密单点定位数学模型

人员精确定位系统报告

井下精确定位系统可行性 研究报告 机电装备研究所 2018.4.3 一、义煤集团目前存在的问题 1、矿用电机车 煤炭生产过程中,矿用电机车是井下轨道煤炭运输及辅助运输重要的动力设备,电机车按供电方式分为架线式和蓄电池式两种,轨道数量有单轨道和双轨道两种。由于电机车具有结构简单,维护方便,运输费用低等特点,在煤矿水平巷道中,作为运输工具起着很大作用,得到广泛应用。为确保煤矿井下运输安全,《煤矿安全规程》对电机车运输的轨距、轨型、运行速度、机车的制动距离以及两台机车在同一轨道同一方向行驶时,必须保持不小于100m的距离等做出了明确的规定。

由于煤矿井下运输巷道沿途灯光昏暗,工况恶劣,如果电机车司机注意力稍有不集中,反应迟钝,观察判断失误以及道岔错位等原因,电机车很容易出现事故,轻者掉轨,误开到其它轨道上,重者使两电机车行驶到同一轨道上造成迎面相撞或追尾事故,特别是迎面相撞事故由于极大的惯性,造成的后果更加严重。可能会损毁轨道、路基、车辆和运送的设备,甚至会造成冒顶塌方、火灾瓦斯事故。若是运送人员的车辆相撞后果更为严重,将造成大量人员受伤。而目前电机车的制动一般都是人工操作电阻制动和手闸制动两种,刹车时易产生剧烈抖动或刹车过猛而造成人为事故。这种机车相撞事故一旦发生危害巨大,后果惨重,极大地影响了煤矿企业正常有序的安全生产。 除电机车之间出现碰撞事故外,电机车撞人事故也常有发生。长期以来大巷机车运输事故在主巷运输事故中所占比例一直较大,其发生的类型一般有以下几类:①大巷作业人员避让列车不及被碰挂致伤;②大巷人行道宽度不够,使巷道内人员无法安全避让列车,被列车碰挂致伤;③无乘车候车室的大巷,下班后候车的工人因劳累睡在线路旁,被列车碰挂致伤;④乘车人员乘坐人车时,未挂好防护链且因劳累睡着后,意外被列车甩出车外摔伤; ⑤跟车工摘挂钩时,因与司机联络失误或机车司机操作失误,兑车不当,被挤碰致伤;⑥行人在从石门巷道快速跨越大巷轨道时,被运行中的列车碰伤等。 巷道欠维护,上顶冒落,机车和矸石相撞,也时有发生。 要消除以上事故,一是要完善巷道设施;二是职工要做好自我保护;更重要的是要在完善机车安全设施,主动做好大巷行车安全防范工作。 2、人员定位 煤矿安全生产事关煤矿系统人员的生命和财产安全,各级政府一贯高度重视煤矿安全生产问题,并采取了一系列措施不断加强安全生产工作。通过不断的努力,煤矿安全生产状况总体上趋于稳定好转,但煤矿生产的主体集中在井下,随着机械化开采程度的普及,井下巷道不断向四面延伸,巷道纵横交错,人流、车流错综复杂。作为地面生产指挥控制核心部门,实时了解井下人员、车辆、原煤及材料的流动运行情况和跟踪监测就显得尤为重要,一旦遭遇各种井下事故,必须在最短的时间内获取事故现场的人员状况及分布情况,将为后续工作提供主要参考依据,以减少盲目性,因此,改变目前煤矿企业对井下人员的管理模式,优化井下人员定位管理系统,实现井下人员的精确定位和管理信息的精确化、精细化已成为所有煤矿企业日趋关心的问题。 煤矿井下人员定位系统能够及时、准确的将井下各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统,使管理人员能够随时掌握井下人员、设备

RFID人员精确定位服务方案

沃科RFID人员精确定位方案 沃科合众科技(北京)有限公司 Walk Horizon Version 1.0 2011年11月

目录 1.系统概述 (3) 2.系统目标 (3) 3.设计原则 (3) 4.系统及产品特点 (4) 5.系统组成及组件功能 (4) 6.系统网络构成示意图 (5) 7.系统功能 (6) 7.1.系统基本功能 (6) 7.2.人员的定位功能 (6) 7.3.敏感区域或人流密集区域监控功能 (6) 7.4.保安人员巡逻监督功能 (7) 7.5.系统的电子地图功能 (7) 7.6.系统多时间区段功能 (7) 8.产品介绍 (8)

1.系统概述 RFID人员精确定位系统是通过远距离、非接触式采集电子标签的信息,实现人员在移动状态下的自动识别,从而实现目标的自动化管理。该系统产品集计算机软硬件、信息采集处理、数据传输、网络数据通讯、等技术综合应用为一体的高性能识别技术,是实现信息化和自动化管理的基础产品之一,是一种能有效对社区人员进行自动识别和联网监管的重要科技手段。 2.系统目标 1、保安巡检点追踪,关键路线的全部覆盖; 2、工作人员出/入社区自动记录; 3、人员定位查询,了解具体人员所处的区域; 4、关键区域内人数统计分析: 关键区域可设定为:区域A,区域B,设备间,消防间,办公区等; 定义报警阙值,当区域内人员的数量达到报警值,系统提出警示,便于安全管理和及时疏散人群。 3.设计原则 ?实用性 系统具备完备的功能和实用水准,系统设置强调实用化;符合国内外有关规范的要求,使用简捷,操作方便。 ?先进性 系统在满足可靠性和实用性前提下保持了技术的先进性,特别符合计算机技术和网络通信技术最新发展潮流并且应用成熟。 ?安全可靠性 系统具有极高的安全性、可靠性。具有长期和稳定工作的能力。

室内定位技术研究

西北工业大学 先进测试控制技术导论大作业室内定位系统的研究 姓名:XXX 班级:XXXXXXXX 学号:XXXXXXXXXX 1

摘要 目前,人们对室内定位与导航的需求越来越大,如在展厅、图书馆、仓库、超市等室内环境中,用户希望持有可移动设备能够自由定位并导航,虽然室外定位技术发展越来越完善,但是室内定位仍在起步阶段。本文研究了室内定位系统的背景和国内外发展状况,阐述了室内定位系统的相关概念和原理,列述了室内定位所用到的一些定位算法、定位结构和模型。同时,在几种定位算法的基础上罗列了几种室内定位技术,包括:超声波技术、红外技术、频射技术、WIFI与蓝牙技术、ZigBee与超宽带技术等等。并通过比较分析了解了每种技术的相应优缺点。 关键词:室内定位、定位算法、定位技术 2

目录 摘要 (2) 第一章绪论 (5) 1.1 课题背景及研究意义 (5) 1.2 研究现状及其趋势 (5) 1.3 国内外的研究现状 (6) 第二章室内定位系统基本概念与原理 (7) 2.1 定位算法 (7) 2.2 室内定位系统的结构与模型 (8) 第三章室内定位系统 (11) 3.1 超声波技术 (11) 3.2 红外技术 (11) 3.3 蓝牙技术 (12) 3.4 射频技术 (12) 3.5 WIFI技术与蓝牙技术 (13) 3.6 Zigbee与超宽带技术 (13) 第四章结束语 (14) 参考文献 (16) 3

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第一章绪论 1.1 课题背景及研究意义 卫星定位导航系统的产生及发展,让人们拥有了在广阔的室外空间中以前所未有的可靠性、精度获取事物地理位置属性的技术方法,已经基本上解决了在室外空间中进行准确定位的问题,并且已经在军事、资源、交通、农牧渔业、环境、测绘等领域以及人们日常的生活中得到了非常广泛的应用。 然而,虽然定位技术性能、精度都很高,但是其信号遇到障碍物衰减,无法穿透建筑物进行室内定位导航的局限性也日渐凸显,它在室内工作效果并不理想。社会经济的飞速发展及人们生活水平的提高,使得我们对室内的定位导航需求越来越大,比如在博物馆、超市、机场等场所消费者需要快速了解自身所处位置,并到达目的地在矿井、火灾现场,为警察等工作人员提供精确的导航与定位。为了解决室内这一特殊环境定位的问题,必须研究专门的定位方法。与已经非常成熟的室外卫星定位导航系统相比,室内定位技术还处于刚起步阶段,但是却具有很大的应用空间。室内定位的应用领域主要包括导航和工程测量、位置服务和监控以及智能空间。 伴随着人类对室内定位需求的增大,科学技术也在高速发展,总结、分析、研究当前的室内定位技术有利于室内定位技术广泛应用于人们的生产和生活之中。 1.2 研究现状及其趋势 室内定位技术应用的区域是封闭或半封闭空间,室内不止是通常所说的一般建筑物内部,它还包括地下矿井、密集的高层建筑区、树林等。室内环境相比户外要复杂的多,根据不同的环境、应用和需求,用于室内定位的技术主要有:激光、红外、蓝牙、射频、无线电、超声波、计算机视觉、磁场等。其中,有些技术经过开发利用,形成了比较系统的定位服务解决方案或成形的商业产品,但仍有许多技术尚在研究试验中。如使用磁场压力感应的智能地板的研制试验,这种方法需依赖特定的设备,成本昂贵实用性低。 进行室内定位的主要测距方法有到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、到达角度(AOA), RSS技术[等。这些方法都能在定位系统中计算有效的距离,其中到达时间、到达时间差、到达角度技术都能提高定位精度,但是由于室内环境复杂可能会影响其定位精度。 美国高通公司(QUALCOMM)及其子公司Snap Track在GPS定位技术的基础上,提出了A-GPS解决方案。结合CDMA网实现了移动终在室内外端准确的定位。由于A-GPS是基于CDMA 网络,需要使用手机作为载体,所以可能需要用户使用特制的手机设备。一般用户很难接受为了不频繁使用的位技术更换手机,并且这种特制的手机相对一般手机耗电量会增加,所以A-GP技术目前没有得到广泛推广。 近几年来一种基于WIFI的室内定位技术进入到大家的视野中,各大媒体争先报道,有的 5

(完整版)精确定位系统解决方案设计

人员精确定位系统方案

第一章引言 自十一五以来,我国加大了基础设施建设力度,中国交通建设事业进入了快速发展轨道。尤其在高速公路、铁路、城市轨道方面的建设突飞猛进。在公路、铁路建设方面,道路建设路线逐渐由平原、微丘向山区高原挺进,隧道、桥梁等结构物占线路的比重越来越大,隧道建设工程数量持续增长;在城市轨道建设方面,地铁具有节省土地、减少噪音、减少污染、节省资源等优点,成为各城市解决拥堵、提升城市交通运输能力的重要手段。由于隧道及城市地铁建设的造价高、运营管理相对复杂、施工环境恶劣、事故发生频率较高,常要求对隧道中人员数量进行统计、对施工现场环境进行监控。 目前市场上隧道安全监控系统中都没有与外界直接通话的无线通信系统,在遇到突发事故,如崩塌、涌水涌泥等事故,不能及时向隧道监控室汇报,很容易贻误抢险时机。如果有无线通信系统,施工人员在隧道中工作,可随时将隧道的掘进和安全情况汇报到隧道监控室,便于调度和及时处理突发事故。 当遇到隧道突发事故,对隧道施工人员的抢救缺乏可靠的位置信息,也缺乏语音通信手段,抢险救灾、安全救护的效率仍然不高,效果不理想。由于通信网络不畅,通信手段单一,网络承受能力差,往往造成领导层信息不畅通,指挥不足,数字不准,不利于事故的抢险,极易造成事故损失的扩大。隧道对利用相应的人员跟踪定位设备,全天候对施工人员进行实时自动跟踪和考勤,随时掌握每个员工在隧道的位置及活动轨迹、全隧道人员的位置分布情况等需求迫切。 苏州任辉物联科技有限公司是一家集研发、生产、销售、服务为一体的新型高科技企业,公司多年来专业致力于提供通道闸系统,门禁系统的开发、整合与应用。凭借多年的经验积累和不断的技术创新,我们有能力为客户提供合理的智能化考勤、门禁、消费、工地门禁通道系统解决方案,建设一流的系统工程,以优质的售后服务和严格的培训机制保证系统长期、连续、稳定

浅谈GPS精密单点定位技术

科 技 天 地45 INTELLIGENCE ··· ·····················浅谈GPS 精密单点定位技术 吉林省基础地理信息中心 刘振宇 摘 要:本文介绍了GPS 精密单点定位技术的概念、产生、主要原理、数学模型 等初步知识,扼要介绍了在应用中应解决的关键技术问题,并展望了该技术的实际应用前景。 关键词:GPS 精密单点定位技术 原理 应用 1 GPS 精密单点定位技术的产生 GPS 空间定位技术以其定位的高度灵活性和常规测量技术无法比拟的高精度成为现阶段常规大地测量的主要技术手段,彻底的改变了传统的野外测量模式,并且在可预见的一个时期内尚无一种技术手段可以代替。 GPS 空间定位技术同所有的新生事物一样,有着发生、发展、成熟的变化过程。随着我们对GPS 空间定位技术本质认识的不断深入,在理论与使用方法上也在不断的进行创新。从第一代的伪距定位、载波相位测量到第二代的实时动态定位、广域差分技术,直至目前第三代的网络实时动态定位、精密单点定位技术,GPS 空间定位技术留下了一条清晰的发展历程。第三代的网络实时动态定位、精密单点定位技术业已发展成熟,正处在面向实用推广的过程。 美国喷气推进实验室 (Jet Propulsion Laboratory,JPL)是美国国家航空和宇宙航行局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)下属的一家科研机构,主要从事空间科学的研究。1997年以来JPL 的研究人员利用该机构研制的GPS 高精度定轨定位软件——GIPSY 的某些功能模块实现了精密单点定位,并发表了多篇文章。由此宣告了一种全新的GPS 定位模式的诞生。 2 GPS 精密单点定位技术的概念 所谓精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)是指利用GPS 卫星的事后精密星历、事后精密卫星钟差作为已知坐标起算数据,用户利用单台GPS 双频全波长接收机在全球范围内的任意位置进行高精度的空间定位。该技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术,也是GPS 定位方面的前沿研究方向。 3 GPS 精密单点定位技术的主要原理 在目前GPS 空间定位技术的各种手段中,除去精密单点定位外,所采用的数学模型均为差分模型。(对应的实现手段是相对定位方法,即要求在作业过程中必须有两台以上的GPS 接收机进行同步观测。)其主要原理是利用差分的方法来消除两个测站公共部分的系统误差,从而达到精确的相对定位。随着我们对GPS 技术本质认识的不断深入,对GPS 测量过程中产生的各种系统性误差有了更细致的了解,因此可以针对各种系统性误差分别建立起相对应的精确的数学模型对系统性误差进行描述、估计和处理,从而可以采用非差分的数学模型来替代差分数学模型来进行数据处理,并利用GPS 卫星的事后精密星历、事后精密卫星钟差作为已知坐标的起算数据,直接获得待定点的三维坐标。简而言之,所谓GPS 精密单点定位技术的实质就是采用经验的公式对GPS 测量过程中产生的系统性误差进行描述,并在数据处理过程中进行误差改正,从而获得精确的测量结果。 在GPS 精密单点定位技术中,利用事后卫星钟差估计值消去卫星钟差项,并且采用双频观测值消除了电离层影响,顾及以上各项则其观测值误差方程如下: p j j trop j j p i P i i t C i i v εδρδρ+?+?+=)()()()()( Φ Φ+Φ???++?+=ελλδρδρ)()()()()()(i i N i i t C i i v j j j trop j j 式中: j 为卫星号,i 为相应的观测历元,C 为真空中光速。 )(i t δ为接收机钟差,)(i j trop δρ为对流层延迟影响。p ε、Φε为多路径、观测噪声等未模型化的误差影响。 )(i P j 、)(i j Φ为相应卫星i 历元的消除了电离层影响 的组合观测值,而)(i v j p 、 )(i v j Φ 为其观测误差,λ为相应的波长。 )(i j ρ为信号发射时刻的卫星位置到信号接收时刻接收机位置之间的几何距离。 )(i N j 为消除了电离层影响的组合观测值的整周未知数。 这样精密单点定位的主要工作量即为将p ε、 Φε多路径、观测噪声等未模型化的误差影响采用精确的数学模型或经验的数学模型进行描述,在此就不具体展开讨论了。 待定参数为:[]T j nsat j zd N t z y x i X ),1()(==δρδ其中x、y、z 为三维位置参数、t δ接收机钟差参数、zd δρ对流层延迟参数、j N 为整周未知数参数。 利用上述观测模型,即可采用序贯最小二乘法或卡尔曼滤波的方法进行非差精密单点定位计算。

定位技术研究分析综述

定位技术研究分析综述 发表时间:2019-05-13T15:58:53.293Z 来源:《知识-力量》2019年8月26期作者:王中宏汪国强[导读] 随着定位技术的研究与发展,其在人们的日常生活中也得到了越来越广泛的应用,在经济、军事等各行各业产生了一定的影响。文中首先介绍了定位技术的应用背景以及发展现状。然后介绍了目前主要的定位算法,包括基于无线传感器网络的定位技术及典型系统,以及主要的室内定位技术。以及衍生出来的各种定位技术。 (黑龙江大学,黑龙江哈尔滨 150000)摘要:随着定位技术的研究与发展,其在人们的日常生活中也得到了越来越广泛的应用,在经济、军事等各行各业产生了一定的影响。文中首先介绍了定位技术的应用背景以及发展现状。然后介绍了目前主要的定位算法,包括基于无线传感器网络的定位技术及典型系统,以及主要的室内定位技术。以及衍生出来的各种定位技术。最后指出了定位技术亟待解决的问题,以及对下一步进行相关研究的展望。关键词:无线传感器网络定位;典型系统;室内定位技术 1.前言 自从以GPS为代表的定位技术出现以来,其高效、方便、快速与准确的特点使人们的生活出现了巨大的变化,带动了一批应用和服务的快速发展。基于用户位置信息的相关技术的应用和发展,位置服务(LBS)已经成为人们日常工作、生活所必须的一项基本服务需求。无论是室内还是室外,人们对位置服务有着迫切的需要。 2.定位技术的发展现状 定位技术可以分为室外定位技术和室内定位技术两种。在室外环境下,全球定位系统(GPS)、北斗定位系统(BDS)等全球导航卫星系统(GNSS)为用户提供米级的位置服务,基本解决了在室外空间中进行准确定位的问题,并在日常生活中得到了广泛的应用。在室内环境下,由于障碍物的遮挡等问题,对室内定位技术的精度、成本、可靠性、覆盖范围以及响应时间有了更高的要求。 3.定位技术概述 3.1 基于无线传感器网络的定位技术 无线传感器网络是一种特殊的网络,可以应用于布线和电源供给困难以及人员不能到达的区域和一些临时场合等。它不需要固定网络支持,具有快速展开,抗毁性强等特点。基于无线传感为网络的几节点定位技术可以根据是否测距分为距离相关的定位算法和距离无关的定位算法。距离相关的定位算法分为基于事件时间的定位算法和基于角度的定位算法。基于时间的定位算法主要有基于到达时间和基于到达时间差的定位算法。基于到达时间的定位算法测量方式简单,但是只有在视距范围内定位精度较高,且要求严格的时间同步,其难点在于如何精准的测量时间,以及外界环境的影响。基于到达时间差的定位算法能够提高定位精度,但是对硬件要求较高,信号在传输过程中易受影响,应用场景单一。基于角度的定位算法主要有基于到达角和接受信号强的指示的算法。基于到达角的定位算法由一端发射信号,另一端有多个超声波接收器或天线阵列测出信号到达方向,据此得出发射端与接收端的相对角度,由三角定位估计接收端位置,但是需要增加硬件设备,对硬件尺寸、功耗、成本要求较高,易受环境影响。基于接收信号强的指示的定位算法具有低功耗、低成本的优点,但是存在噪声干扰,非视距下会产生多径效应、反射等问题,从而产生不同的路径损耗,增加建立信号衰减模型的复杂程度。 3.2典型的自定位系统 Cricket定位系统属于距离定位和松散耦合系统,采用RF和超声波收发器的TDOA技术。信标节点位置信息通过RF传送,若待定节点获得三个以上信标节点位置信息,就可采用三边定位法或极大似然估计法来估计待定为节点的位置。 RADAR系统可提供两种定位方式:场景分析和三边定位。场景分析在定位区域预先建立信标节点RF信号强度和传播距离之间的对应关系的数据库。定位时待定节点获得RF信号强度,并查询数据库,选择最小的位置作为待定位节点的位置。三边定位中,待定点通过RSSI 获得与三个以上信标节点的距离,采用三边定位法进行自身定位。RADAR仅需部署三个以上信标节点就可实现,且可为室内设备提供无线网络。但待定为节点必须支持无线网络连接,易受环境影响。 Active Badge系统属于室内定位系统,是粗粒度定位和符号定位的典型代表。通过以太网将放置在建筑物内部的红外接收信标节点连接在一起。待定为节点Badge周期性发送红外信号IR,IR信标节点所在房间即为待定为节点Badge位置。 3.3室内定位技术 目前,国内外研究者们提出了蓝牙、红外线、RFID、WLAN、超宽带、超声波等室内定位技术及应用系统,但是不同的室内定位技术根据其定位性能有一定的应用局限,还没有一种普适化技术能满足当前所有的室内定位服务需求。以下是目前国内外各种主流的室内定位技术的简单介绍。 红外定位精度在5-10米,优点是定位精度高,但是不能穿越障碍物,且造价较高,功耗较大且易受光干扰;超声波定位精度在1-10厘米,优点是定位精度高,结构简单,但是具有多径效应,衰减明显,受温度影响且成本较高;视觉定位精度在1厘米到1米,优点是环境依赖性低,但是其成本较高,稳定性低;蓝牙定位精度在2-10米,优点是功耗低,易集成,但是其定位距离短,稳定性低,受噪声干扰;Wifi 定位精度在2-50米,优点是易安装,精度高,但是工作量大,功耗大,易受其他信号干扰;RFID定位精度在5厘米到5米,优点是精度高,造价低,标识小,但是作用距离短,无通信能力,难于整合;UWB定位精度在6-10厘米,优点是穿透力强,精度高,功耗低,但是造价低;Zigbee精度在1-2米,优点是功耗低,成本低,但是其稳定性低,受环境干扰;惯性传感器辅助定位的定位精度在2-10米,覆盖范围低,长时间定位后误差较大;A-GPS优点是速度快,精度高,但占用大量通信资源,在使用手机密集的区域受网络堵塞影响;光跟踪优点是成本高,通信速率高,抗干扰能力强,但是定位范围小。 4.总结与展望 到目前为止。无线传感器网络已经取得了很大的进展,但是仍然存在一些问题。即规模大的无线传感器网络有定位误差积累的问题;定位所有节点的所耗时长较长,效率低下;节点定位的降低通信代价的问题;能耗与算法复杂度之间的平衡问题;动态移动节点的定位方法少的问题;目前都是信标节点辅助定位未知节点,仅依赖节点之间的协作、信息传输,实际定位的算法少;部署大规模的无线传感器网络硬件成本较高。

1.套管精确定位技术总结

套管精确定位技术总结 作者:许泽龙项目名称:陕西省肿瘤医院项目部 1.新技术产生的背景 建筑物在人类生活中发挥着无可替代的作用,但是随着原材料价格的上涨,对于建筑公司来说,如何在不影响建筑物质量的前提下降低成本便成为了需要土建与安装深入研究的重要课题。陕西省肿瘤医院住院科研楼工程特点是井道、卫生间多且井道处底板为二次浇筑。安装工程在施工前期,其主要工作是预留预埋,因此如何做好这项工作且降低成本便显得尤为重要。 2.技术特点 建筑穿楼板套管的定位目前大多项目采用的方式基本为先定出套管距梁柱的距离,只要是梁柱上下层不发生变化,即以此距离为参照预埋各层套管。这种方法随意性大,前期做起来相对快捷简便,但在后期安装管子过程中往往会出现预留洞上下层偏差较大的情况,管子无法安装,于是又对预留洞进行修正。这样就增加了后期安装施工的工作量与工作难度,从而也很大程度上失去了前期预留的意义,因此如何能精确的预留预埋显得尤为重要。 而新技术则是对套管进行了精确定位,先是对原设计的管道位臵进行了重新排布,使其更加的整齐美观,又做出了支架方案,使其固定牢固,且精确定位后原设计后浇的管道井可以与主体一并浇筑,套管精确定位后不再拔出,既为土建免去了后期浇筑的麻烦,也免去了我们修洞的麻烦,一举两得。这种新工艺得到了甲方与土建的一致肯

材料器具具准备套管的切割 多层 复外耳内耳 焊接 套管 套管定 套管预 定与高度赞扬。 3.适用范围 适用于建筑中的管道井套管的预留预埋。 4.技术原理 利用高科技产品“红外定位仪”进行上下层对应点之间垂直共线定位。 5.技术流程 6.材料与器具 耳的接 割定位 套管核 预埋管维护

基于Zigbee无线定位技术研究

基于Zigbee无线定位技术研究

基于ZigBee的无线定位技术研究 摘要: 随着现代通信技术和无线网络的快速发展,人们对定位与导航的需求日益增大,尤其在复杂的室内环境,但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制,比较完善的封闭空间定位技术目前还无法很好地利用。本文的重点就在于设计并实现了一种低成本、实用的无线传感器定位系统。 本论文主要研究了基于ZigBee网络的室内无线定位技术,它包括硬件平台、节点通信程序和上位机监测软件三部分。本文详细介绍了三部分的实现。其中,硬件平台以集成了射频与51微控制器的CC2430芯片为核心,该平台包括射频模块、辅助电路、功能指示电路等。 论文最后对定位系统进行了实际测试。测试表明:本系统达到了设计要求,是一个低成本、易实现的系统。 关键词:ZigBee 无线定位CC2430 Z-STACK

The Research Wireless localization Based on ZigBee Teacher:liu zhi (Changchun university of science and technology of electronic information engineering institute,060412225 wang meng) Abstract: With the rapid development of modern communication technology and wireless network,people's demand for positioning and navigation is increasing. Especially in complex indoor environments, but as the limitation of

人员精确定位

矿用人员精确定位系统 一.矿用人员精确定位系统 1.主要组成部分及扩展功能:煤矿井下人员精确定位及管理系统设计主要分为六大部分:井上服务器数据分析与管理部分(上位机系统软件平台)、数据传输及接口转换部分(井上数据传输接口)、井下UPS不间断供电电源部分、井下精确定位器部分(人员监控分站)、井下光纤环网交换机/总线传输转换部分、井下人员定位智能安全矿灯以及气体检测部分(多功能矿工帽)。(如下图所示)并且监控分站可以兼容智能连锁放炮器,配套组成连锁放炮系统的功能。

一、井上服务器数据分析与管理部分 1.人员定位基本功能 实时监测 地图展示 轨迹回放 考勤统计 系统报警查询 2.人员行为规范 瓦检员、安检员等重点人员岗位点空岗、脱岗。 瓦检员、安检员未按规定路线巡检、漏检。 工作面超员 工作面缺员。 井下人员工作超时 井下人员违规进入危险区域或重点防护区域。 罐笼提升超员、斜井人车超员、平巷人车超员。 绞车道、平巷违章蹬车。 提车时违章走绞车道与绞车道作业。

违章乘坐皮带。 井下重点人员睡觉、未巡检等。 对井下机车、矿车实时监控,实现车辆精确定位、跟踪。 三人连锁放炮 3.特殊功能(多功能矿工帽) 移动环境监测的可行性。 井下多种有害气体的检测集成到一个帽子上是否可行,再一个是传感器 在帽子上的位置检测多种有害气体(CH 4、CO、O2、CO2、H 2 S、C 2 H 2 [乙炔]、 C 2H 4 [乙烯]、C 2 H 6 [乙烷]等)准确度。 矿灯 二、井下数据采集及传输部分 1. 功能 采集井下相关数据并进行分类打包实时上传。 a、井下人员行为规范 b、井下人员考情 c、井下有害气体实时监测 d、井下煤自然性气体监测 e、井下车辆实时跟踪监测 f、井下三人连锁放炮监测 2. 数据传输方式 井下所有数据传输实现无线传输,精确定位。 三、井下UPS不间断供电电源部分 井下18V或24V防爆直流不间断供电电源,在井下断电的情况下使用时间适当的延长,目前大连高端科技开发有限公司人员定位直流不间断供电电源的备用供电时间达到7天之久。 四、井下精确定位器部分 功能完善的全新矿井人员、设备精准定位管理安全系统。精确定位的人员定

RFID定位技术研究

GPS 定位系统在进行室内定位时存在固有的定位精度问题,所以必须通过其他定位 技术解决室内定位问题,如红外线、802.1l 、超声波和RFID 等等,这些系统各有优缺点。其中RFID 技术由于其非接触和非视距等优点已成为优选的定位技术,RFID 系统可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息,其传输范围很大,成本较低,因此备受关注。 RFID 定位与跟踪系统主要利用电子标签对物体的唯一标识特性,依据读写器与安装 在物体上的标签之间射频通信的信号强度(RSSI)或信号到达时间差(TDOA)来测量物品的空间位置,主要应用于GPS 系统难以奏效的室内定位领域。 1.基于测距的RFID 定位算法 1.1 TOA 1) 原理: 通过获得发射机发射的信号到达目标再返回发射机的时间,由传播时间得出标签 到阅读器的距离。然后根据三边定位法或多边定位法解出目标标签的位置。 2) 优点:定位精度高。 缺点:该算法要求标签和阅读器要同步,其次环境的复杂性会导致多径效应并降低系统 的定位精度。 TOA 定位算法是基于TOA 圆周方程,通过圆与圆之间交线的不同组合,构造出 不同的定位方程[1]。从几何模型上分析,如果移动台s 到基站i 的信号在视距情况 下传播,测得的距离为Di ,移动台一定位于以基站i 为圆心,Di 为半径的圆周上, 当有3个基站坐标时,TOA 的测量方程为: Di=()()22x xs yi ys i -+- , (1) i=1,2,3 。 式中,(xi ,yi )为第i 个基站的坐标,(xs ,ys )为移动台s 的坐标。 其几何图形如图1所示。

由(1)式得, ()()22111D x xs y ys = -+- (2) ()()22222D x xs y ys = -+- (3) ()()22 333D x xs y ys =-+- (4) 由(2)-(3)可得相交线方程为, ()()()()212112*22*21*11*11*12*22 x x xs y y ys x x y y x x y y D D D D -+-= +-++-???? (5) 同理,基站2基站3两圆交点的相交线方程为: ()()()()323213*33*32*22*22*23*32 x x xs y y ys x x y y x x y y D D D D -+-=+-++-???? (6) 虽然可以用相同的方法得到基站1和基站3的相交线方程,但由于第3条交线同样 会经过前2条交线的相同点,因此,只需求得3条交线其中2条的方程,便可联立 解出交点坐标。 联立方程(5)、方程(6),得: ()()()()()()21*332*132212132y y C y y C xs x x y y x x y y ---=-----???? (7) ()()()()()()21*332*132212132x x C x x C ys y y x x y y x x ---=-----???? (8) 其中,

定位技术在精准农业中的应用

定位技术在精准农业中的应用 学院:水利与建筑 班级:工程管理1404 姓名:徐田文 学号:A13140654

定位技术在精准农业中的应用 徐田文 (东北农业大学水利与建筑学院工程管理1404 徐田文 A13140654) [摘要] GPS在现代精准农业中具有核心地位,为精准农业提供实时高效准确的点位信息,为农机作业提供高效导航信息,没有GPS定位系统,现代精准农业也就无从谈起。随着精准农业向着更加精准的方向发展, GPS定位系统将会得到更加普遍的应用,将在现代化农业中起到愈加主导的作用。 [关键词] GPS 精准农业应用 1.GPS简介及其定位原理 1.1 GPS定义 利用GPS定位卫星,在全球范围内实时进行定位、导航的系统,称为全球卫星定位系统,简称GPS。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统,能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息,是卫星通信技术在导航领域的应用典范,它极大地提高了地球社会的信息化水平,有力地推动了数字经济的发展。 1.2 GPS发展 GPS的前身是美国军方研制的一种子午仪卫星定位系统(Transit),1958年研制,1964年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作,每天最多绕过地球13次,并且无法给出高度信息,在定位精度方面也不尽如人意。然而,子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验,并验证了由卫星系统进行定位的可行性,为GPS的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的

巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。 为此,美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km 高度的全球定位网计划,并于1967年、1969年和1974年各发射了一颗试验卫星,在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统,这是GPS精确定位的基础。而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划,这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道,该计划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信号,其强大的功能,当信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是GPS得以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位,空军的计划能供提供高动态服务,然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的,所以1973年美国国防部将2者合二为一,并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局(JPO)领导,还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。该机构成员众多,包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。 最初的GPS计划在美国联合计划局的领导下诞生了,该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星,地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。这样,粗码精度可达100m,精码精度为10m。由于预算压缩,GPS计划不得不减少卫星发射数量,改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上,然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。1988年又进行了最后一次修改:21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上。这也是GPS卫星所使用的工作方式。 GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础,向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成,一是地面控制部分,由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分,由24颗卫星组成,分布在6个轨道平面。三是用户装置部分,由GPS接收机和卫星天线组成。民用的定位精度可达10米内。 1.3 GPS原理及方法 1.3.1原理 GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合

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