Indoor GPS技术简介
室内定位技术及应用综述_赵锐
2014年第27卷第3期Electronic Sci.＆Tech./Mar.15，2014收稿日期：2013-09-17作者简介：赵锐(1957—)，男，教授，硕士生导师。
研究方向:交通信息工程及控制。
E-mail :578314623@ 。
钟榜(1989—)，男，硕士研究生。
研究方向:交通信息工程及控制。
朱祖礼(1989—)，男，硕士研究生。
研究方向:交通信息工程及控制。
马乐(1990—)，男，硕士研究生。
研究方向:交通信息工程及控制。
姚金飞(1991—)，男，硕士研究生。
研究方向:交通信息工程及控制。
室内定位技术及应用综述赵锐1，钟榜2，朱祖礼2，马乐2，姚金飞2（1.军事交通学院基础部，天津300161； 2.军事交通学院研究生管理大队，天津300161）摘要室内定位技术作为当前的研究热点，对军事、经济以及人们的日常生活产生了深远的影响。
文中首先介绍了室内定位技术的应用背景以及发展方向，以及室内环境进行定位面临的主要难点。
然后介绍了目前主要的定位算法，包括邻近信息、场景分析和几何定位算法，以及各种算法衍生出来的各种定位技术。
最后指出了室内定位技术亟待解决的问题，以及下一步进行相关研究的突破口。
关键词室内定位;定位算法;定位技术中图分类号TN961文献标识码A文章编号1007－7820（2014）03－154－04Overview of Indoor Localization Techniques and ApplicationsZHAO Ｒui 1，ZHONG Bang 2，ZHU Zuli 2，MA Le 2，YAO Jinfei 2（1.General Courses Department ，Academy of Military Transportation ，Tianjin 300161，China ；2.Postgraduate Training Brigade ，Academy of Military Transportation ，Tianjin 300161，China ）AbstractAs a hotspot of currently research ，indoor localization has great influence on the military ，economyand everyday life．This article introduces the application ，development and main difficulties of indoor localization ，presents some major indoor localization algorithms ，including surrounding information ，scene analysis ，geometry lo-calization ，and various localization techniques derived from the localization algorithms ，and finally points out some key issues which are urgent to be solved and some related breakthrough．Keywordsindoor localization ；localization algorithm ；localization technique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，但传统定位技术由于技术原理的局限性，在室内环境的定位效果不尽理想，因此目前室内环境急需一种高效、便捷、准确的定位技术来填补空白。
主流的室内定位技术15种简要介绍及对比
主流的室内定位技术15种简要介绍及对比引言随着智能化时代的到来，室内定位技术成为了人们关注的焦点。
在室内环境中，由于GPS信号的衰减和建筑物的遮挡，传统的定位技术无法准确地确定用户的位置。
因此，各种室内定位技术应运而生。
本文将介绍主流的室内定位技术，并对它们进行简要的对比。
1. Wi-Fi定位技术Wi-Fi定位技术利用Wi-Fi信号的强度和延迟来确定用户的位置。
通过收集周围Wi-Fi设备的信号强度，可以进行三角定位，从而获得用户的位置信息。
2. 蓝牙定位技术蓝牙定位技术通过收集周围蓝牙设备的信号强度和延迟来确定用户的位置。
相比Wi-Fi定位技术，蓝牙定位技术的定位精度更高，但覆盖范围较小。
3. RFID定位技术RFID定位技术利用无线射频识别技术来确定用户的位置。
通过在物体上贴上RFID标签，并在室内环境中布置RFID读写器，可以实现对物体位置的实时追踪。
4. 超声波定位技术超声波定位技术通过发射和接收超声波信号来确定用户的位置。
通过计算超声波的传播时间和强度，可以实现高精度的室内定位。
5. 激光定位技术激光定位技术利用激光测距仪来确定用户的位置。
通过测量激光束的时间延迟和角度，可以实现高精度的室内定位。
6. 红外定位技术红外定位技术通过接收红外光信号来确定用户的位置。
通过在室内环境中布置红外传感器，可以实现对用户位置的实时监测。
7. 超宽带定位技术超宽带定位技术利用超宽带信号的传播特性来确定用户的位置。
通过测量超宽带信号的时间延迟和强度，可以实现高精度的室内定位。
8. 视觉定位技术视觉定位技术利用摄像头和图像处理算法来确定用户的位置。
通过识别场景中的特征物体或标志物，可以实现对用户位置的定位。
9. 磁场定位技术磁场定位技术利用地球磁场的变化来确定用户的位置。
通过在室内环境中布置磁场传感器，可以实现对用户位置的实时监测。
10. 惯性导航定位技术惯性导航定位技术利用加速度计和陀螺仪等惯性传感器来确定用户的位置。
室内定位和导航系统的设计与实现
室内定位和导航系统的设计与实现概述随着人们对室内定位和导航需求的增加，室内定位和导航系统成为了一项重要的技术领域。
本文将探讨室内定位和导航系统的设计与实现，介绍其原理、挑战和解决方案。
一、室内定位和导航系统的原理室内定位和导航系统通过利用无线通信、地磁传感器、惯性测量单元等技术手段来确定用户在室内环境中的准确位置，并为其提供准确的导航指引。
以下是几种常见的室内定位和导航原理：1. 无线通信定位：利用WiFi、蓝牙、射频识别等无线通信技术，通过接收器接收来自参考节点的信号，计算用户与参考节点之间的距离，从而确定用户位置。
2. 地磁传感器定位：利用地磁传感器感知地磁场的变化，并通过对地磁场的分析，确定用户的位置。
3. 惯性测量定位：利用加速度计、陀螺仪等惯性测量单元，测量用户的加速度和角速度等信息，通过积分和滤波算法计算用户的位置和方向。
4. 视觉定位：利用摄像头、图像识别和计算机视觉等技术，对室内环境进行图像分析和特征提取，从而确定用户的位置和方向。
二、设计室内定位和导航系统的关键挑战在设计和实现室内定位和导航系统时，面临着一些关键挑战。
以下是几个常见的挑战：1. 多路径效应：室内环境中存在多个反射、干扰等问题，导致无线信号的多次传播和变形，造成定位误差。
2. 信号遮挡：在室内环境中，墙壁、家具等物体会阻挡信号的传输，导致信号弱化和失真，影响定位精度。
3. 定位算法优化：针对不同的定位原理，需要研发出适应各种复杂环境的定位算法，提高定位的准确性和鲁棒性。
4. 能耗问题：室内定位和导航系统需要长时间稳定运行，因此需要考虑系统的能耗问题，延长设备的使用时间。
三、室内定位和导航系统的解决方案为了解决上述挑战，设计室内定位和导航系统需要综合运用多种技术手段，采取合适的解决方案。
以下是几个常见的解决方案：1. 多路径效应和信号遮挡问题：可以采用多传感器融合的方式，结合不同的定位原理，通过对多个传感器获取的数据进行融合处理，提高定位的准确性和稳定性。
简述定位技术
简述定位技术定位技术是指通过特定的技术手段，确定一个物体或人员在空间中的位置信息。
常见的定位技术包括以下几种：1. 全球定位系统（GPS）：GPS 是一种基于卫星的定位技术，通过接收至少三个卫星信号来确定物体的经纬度位置。
GPS 技术具有高精度、全球覆盖和实时性等优点，广泛应用于导航、地图、车辆追踪等领域。
2. 北斗卫星导航系统（BDS）：北斗卫星导航系统是中国自主研发的卫星导航系统，与GPS 类似，通过接收北斗卫星信号来确定物体的位置。
北斗卫星导航系统具有高精度、覆盖范围广等优点，在中国及周边地区得到广泛应用。
3. 基站定位：基站定位是一种基于移动通信网络的定位技术，通过测量移动设备与附近基站之间的信号强度或时间差来确定物体的位置。
基站定位通常用于城市环境中的定位服务，如手机定位、车辆追踪等。
4. Wi-Fi 定位：Wi-Fi 定位是一种利用无线网络信号进行定位的技术。
它通过检测周围的 Wi-Fi 热点信号，并结合热点的位置信息来估算物体的位置。
Wi-Fi 定位适用于室内环境，如商场、机场、博物馆等。
5. 蓝牙定位：蓝牙定位是一种短距离定位技术，通过测量蓝牙信号的强度来确定物体的位置。
蓝牙定位通常用于室内定位，如蓝牙Beacon 技术在零售业、智能家居等领域得到应用。
6. 惯性导航定位：惯性导航定位是一种基于惯性测量单元（IMU）的定位技术，通过测量物体的加速度和角速度来计算其位置和方向。
惯性导航定位适用于没有外部信号的环境，如水下、地下或封闭空间。
除了以上常见的定位技术，还有其他一些定位技术，如地磁定位、视觉定位、超声波定位等。
不同的定位技术各有优缺点，适用于不同的应用场景。
在实际应用中，通常会结合多种定位技术来提高定位的精度和可靠性。
室内定位系统的研究与开发
室内定位系统的研究与开发摘要：室内定位系统的研究与开发是当前信息技术领域的热点之一。
随着智能化时代的到来，对室内定位需求的不断增加，室内定位系统的研究与开发也变得尤为重要。
本文将介绍室内定位系统的概念、技术原理及其在生活、商业等领域的应用，并提出针对室内定位系统研究与开发的未来发展方向。
一、引言室内定位是指在室内环境中确定人员或物体所在的具体位置。
传统的GPS（全球定位系统）主要在室外环境中使用，无法实现对室内环境的有效定位。
然而，随着人们对生活质量要求的提高，对室内定位技术也提出了新的需求。
因此，研究与开发室内定位系统成为当前信息技术领域的热点问题。
二、室内定位系统的技术原理1. 无线信号定位技术无线信号定位技术是室内定位系统中常见的一种技术原理。
通过对Wi-Fi、蓝牙、红外线等无线信号的接收和处理，确定接收设备与发射设备之间的距离和方向，从而实现对室内位置的定位。
2. 惯导定位技术惯导定位技术是通过使用加速度计、陀螺仪等惯性传感器，根据物体运动学原理，实时计算物体位置的一种方法。
该技术相对于无线信号定位技术，具有不受环境影响和高精度的优势，但需要在设备中集成惯性传感器。
三、室内定位系统的应用领域1. 生活领域室内定位系统在生活领域的应用主要体现在室内导航、人员定位、智能家居等方面。
通过室内定位系统，人们可以快速、准确地找到目的地，提高生活的便利性。
2. 商业领域在商业领域，室内定位系统可以用于室内导航、商品定位、促销等方面。
通过精确的定位系统，商场可以提供更好的导购服务，使消费者购物体验更加舒适和便捷。
3. 室内安全室内定位系统也可以应用于室内安全领域，如灾难救援、疏散导航等方面。
在紧急情况下，通过室内定位系统迅速确定人员位置，可以提高救援效率，保障人员安全。
四、室内定位系统研究与开发的未来发展方向1. 融合多种定位技术当前各种室内定位技术各有优势，在解决特定问题时可能存在局限性。
未来的研究与开发方向应该是将多种定位技术进行融合，充分利用各种技术的优势，实现对室内位置的高精度定位。
位置定位技术总结
位置定位技术总结位置定位技术是一种通过不同的方法来确定物体或个体所处位置的技术。
随着科技的不断发展和应用场景的不断增加，位置定位技术变得越来越重要和广泛应用。
本文将对常见的位置定位技术进行总结和介绍，包括全球定位系统（GPS）、无线局域网（Wi-Fi）、蓝牙定位、基站定位和惯性导航等。
全球定位系统（GPS）是一种通过卫星信号来确定位置的技术。
通过接收来自多颗卫星的信号，GPS接收器可以计算出接收器所在的位置。
GPS在航海、车辆导航、户外探险等领域有广泛的应用。
然而，由于GPS信号在室内和高层建筑中容易受到干扰，导致定位不准确，因此在室内环境中需要其他定位技术的辅助。
无线局域网（Wi-Fi）定位是一种利用Wi-Fi信号来确定位置的技术。
通过收集周围Wi-Fi热点的信息，手机或其他设备可以计算出自身所在位置。
Wi-Fi定位准确度较高，适用于室内定位，例如商场、机场等场所。
然而，Wi-Fi定位需要事先收集和存储大量的Wi-Fi 信号数据，并且对环境中Wi-Fi信号的覆盖范围和强度要求较高。
蓝牙定位是一种利用蓝牙信号来确定位置的技术。
通过收集周围蓝牙设备的信号强度和距离信息，可以计算出自身所在位置。
蓝牙定位适用于室内环境，例如商场、医院等场所。
与Wi-Fi定位相比，蓝牙定位的覆盖范围更小，但定位准确度较高。
基站定位是一种利用移动通信基站信号来确定位置的技术。
通过手机与周围基站的信号交互，可以计算出手机所在位置。
基站定位准确度较低，一般在几十米到几百米之间，适用于城市环境和大范围区域定位。
基站定位需要手机与基站之间的信号交互，因此在信号覆盖不好或者信号干扰较大的地方定位准确度会受到影响。
惯性导航是一种利用加速度计和陀螺仪等传感器来确定位置的技术。
通过测量物体的加速度和角速度等信息，可以计算出物体的位置和方向。
惯性导航适用于室内和室外环境，可以提供实时的位置信息。
然而，惯性导航容易受到误差累积的影响，导致位置漂移的问题。
无线定位技术在室内导航系统中的应用研究
无线定位技术在室内导航系统中的应用研究一、前言室内导航系统是近年来发展迅速的一类应用。
在许多大型场所，如商业中心、机场、医院、学校等，室内导航系统已经成为人们出行的重要工具。
然而，相比于室外导航系统，室内导航系统面临的技术难题更为复杂。
在室内环境中，信号的衰减、多径效应、干扰等问题会对信号传播和接收带来许多挑战。
为了解决这些问题，无线定位技术被引入到室内导航系统中，成为提高其性能的一种重要手段。
本文将针对室内导航系统中的无线定位技术展开探讨。
首先将介绍无线定位技术的基本原理和常见算法，其次将针对室内导航系统中的应用场景进行分析，并对其中的技术难点进行探讨。
最后，将讨论无线定位技术在室内导航系统中的实现方法和性能评估。
二、无线定位技术概述无线定位技术是指利用无线信号来确定接收设备的位置的一种技术。
根据无线信号的不同特点，无线定位技术可分为以下几种：1. GPS定位技术全称卫星导航系统（Global Positioning System），是一种基于卫星信号的定位技术。
GPS系统通过卫星发射信号，接收设备接收这些信号后，根据其接收时间和卫星位置等信息，可以计算出接收设备的位置。
然而，在室内环境下，GPS信号的室内覆盖率较低，很难实现有效的定位。
2. 基站定位技术基站定位技术是指利用移动通信网络建立的基站来进行定位的一种技术。
移动通信网络中的基站会向周围的设备发送信号，接收设备接收到这些信号后，可以根据信号的到达时间、信号强度、信噪比等信息，来确定接收设备的位置。
3. RFID定位技术全称无线射频识别技术（Radio Frequency Identification），是一种利用射频信号进行物体识别和定位的技术。
RFID系统由读写器和标签组成，读写器向标签发送信号，标签接收到信号后返回一些信息，读写器根据这些信息来确定标签的位置。
4. UWB定位技术全称超宽带定位技术（Ultra-Wideband），是一种利用超宽带信号进行定位的技术。
救援队员室内定位技术分析
图 ２ ＺｉｇＢｅｅ定 位 系 统
ＺｉｇＢｅｅ定位系统的关键在于需要在 建 筑 物 内 预 先 设 置大量参考节点 ，可组建高达６５ ０００个节点的定位网络 ， 无论建筑物结构的复杂程度 、层数 等 如 何，都 可 通 过 安 装 更多的节点来加以解决。但难点在于现行建设标准和规 范缺少对室内 定 位 系 统 设 计 施 工 的 相 关 规 定 和 条 款 ，安 装施工问题难以解决。由于绝大多数建筑物都必须按照 规定安装数量 众 多 的 火 灾 探 测 设 备 ，因 此 将 火 灾 探 测 和 室内定位进行组合安装是一种相当不错的思路。 １．３ ＣＳＳ 定 位 系 统
救援队员室内定位技术分析
灭火指挥与救援
张 玉 梅１ ，康 晓 霞２ （１．武警天津总队，天津 ３０００４９；２．武警甘肃总队，甘肃 兰州 ７３００４６）
摘 要：介绍了 室 内 定 位 技 术 的 基 本 算 法，对 三 种 主 流 的 无线传感器通信标准 ＺｉｇＢｅｅ、ＣＳＳ、ＵＷＢ 的 运 行 机 制 和 工 作 特 点进行了分析，针对不同的建筑物类型 提 出 了 适 合 自 身 特 点 的 定位技术配置。
关 键 词 ：灭 火 救 援 ；应 急 救 援 ；室 内 定 位 中 图 分 类 号 ：Ｘ９２４．４，ＴＵ９９８．１ 文 献 标 志 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１００９－００２９（２０１２）０６－０６３７－０３
定位通常是指确定地球表面某种物体在某一参考坐 标系中的位 置。 近 年 来，定 位 技 术 开 始 用 于 服 务 区 域 确 定、紧急援 助、交 通 监 控 与 管 理 等。 由 于 工 作 机 理 的 限 制，卫星定位 技 术 无 法 在 复 杂 室 内 环 境 中 正 常 工 作 。 例 如，在机场大厅、展 厅、地 下 停 车 场、矿 井 等 环 境 中，常 常 需要确定移动终 端 或 其 持 有 者 、设 施 与 物 品 在 室 内 的 位 置信息。因此，国 内 外 研 究 机 构 相 继 提 出 了 多 种 室 内 定 位技术解决 方 案，如 Ａ－ＧＰＳ 定 位 技 术、超 声 波 定 位 技 术、蓝牙技术、红 外 线 技 术、射 频 识 别 技 术、超 宽 带 技 术、 无线局域网络、光 跟 踪 定 位 技 术，以 及 图 像 分 析、信 标 定 位、计算机视觉定位技术等 。随着定位 技 术 不 断 发 展，救 援现场作战队员室内定位系统的开发也受到了许多研究 机构的重视。室内灭火及应急救援任务具有高度的危险 性，救援队员进入大型或高层建筑等复 杂 的 灾 害 现 场 ，特 别是烟雾、电磁 波 干 扰、建 筑 内 部 结 构 复 杂 环 境，往 往 会 心理紧张、反应迟钝、不知所措，以致做 出 错 误 的 行 动，不 仅会影响救援行动 ，也易对救援人员 造 成 伤 害 。 因 此，作 战队员在建筑物内的精确定位就显得尤为重要。 １ 常 用 的 室 内 无 线 定 位 系 统 １．１ ＵＷＢ 定位系统
基于电磁感应的室内智能定位技术研究
基于电磁感应的室内智能定位技术研究室内定位技术在现代智能化生活中扮演着越来越重要的角色。
由于GPS信号在室内环境中无法到达，基于电磁感应的室内智能定位技术成为了一种常用且有效的解决方案。
本文将探讨基于电磁感应的室内智能定位技术的研究进展和应用前景。
一、引言当今社会，人们对智能化生活的需求越来越高，尤其是在室内环境中。
智能家居、物联网、手机导航等应用都需要室内定位技术的支持。
然而，GPS定位只在室外环境中准确可靠，室内定位的问题成为了一个急需解决的难题。
基于电磁感应的室内智能定位技术由于其低成本、易操作和较高的准确性而备受关注。
二、原理及技术概述基于电磁感应的室内智能定位技术主要基于物理特性和信号的变化，通过对电磁信号的检测和分析来实现对位置的定位。
其中，主要的电磁信号包括Wi-Fi、蓝牙、RFID、电磁信号强度指纹等。
1. Wi-Fi定位技术Wi-Fi定位技术是最为常用的室内定位方法之一。
Wi-Fi信号在室内环境中普遍存在，可以通过手机或其他设备接收到信号并进行位置推测。
Wi-Fi定位技术的准确性和精度主要取决于信号强度和信号传播模型。
2. 蓝牙定位技术蓝牙定位技术是一种基于蓝牙信号的室内定位方法。
蓝牙信号的传播范围较短，因此可以提供更高的定位准确性。
蓝牙定位技术适用于室内小范围的定位需求，比如商场、博物馆等场所。
3. RFID定位技术RFID（Radio Frequency Identification）定位技术是一种基于射频识别的室内定位方法。
它通过引入射频标签和射频读写器来实现实时位置信息的采集和分析，常用于仓库管理、医院定位等领域。
4. 电磁信号强度指纹定位技术电磁信号强度指纹定位技术是一种基于电磁波信号强度的室内定位方法。
它通过事先建立一张位置指纹图，然后通过对当前信号强度与指纹图进行匹配来实现室内定位。
三、研究进展基于电磁感应的室内智能定位技术在过去十年中取得了显著的研究进展。
研究者们不断改进和创新技术，提高了定位的准确性和精度。
室内无线定位技术研究与应用
室内无线定位技术研究与应用随着无线通信技术的不断发展和智能设备的普及，人们对于室内无线定位的需求越来越强烈。
室内环境与大规模建筑群相比，存在更复杂的结构、更多的干扰源以及信号衰减等问题，使得室内定位变得更为困难。
然而，室内无线定位技术的研究与应用正日益突破这些限制，为人们提供了更准确、便捷的定位服务。
一、室内无线定位技术概述室内无线定位技术是基于无线通信技术的定位方法。
其原理是通过收集和分析特定的室内信号，如Wi-Fi、蓝牙、红外线等，来确定目标设备的位置信息。
目前，主要的室内无线定位技术包括基于信号强度指纹（RSSI）、时间差（TDOA）和接收信号强度（RSRP）等。
基于信号强度指纹的室内无线定位技术是最常见的一种方法。
该方法通过收集不同位置的信号强度数据，建立信号强度指纹数据库，并使用机器学习算法来匹配目标设备的信号强度指纹以确定其位置。
然而，该方法需要大量的离线数据采集和处理工作，并且在实际应用中受到信号干扰和传播路径变化等因素的影响。
时间差定位技术基于目标设备接收到不同基站信号的时间差来确定其位置。
通过多个基站之间的时间差计算，可以将目标设备的位置定位在信号传播时间差圈交叉处。
这种技术具有较好的定位精度，但需要强大的计算能力和高精度的时钟同步。
接收信号强度定位技术是基于目标设备接收到基站信号的接收信号强度来确定其位置。
该方法需要精确测量目标设备接收到的信号强度，并在地图上进行定位。
然而，信号强度受到建筑物结构、障碍物和多径效应等影响，因此其定位精度较低。
二、室内无线定位技术的应用室内无线定位技术在多个领域有广泛的应用。
1. 室内导航与定位：室内无线定位技术可以用于室内导航系统，帮助人们准确地找到目标位置，提供室内导航和路径规划等服务。
这对于大型商场、机场、医院和地铁站等场所来说非常重要。
2. 物体追踪与管理：室内无线定位技术可以追踪和管理物体的位置，如仓库货物管理、图书馆书籍定位、医院设备位置管理等。
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Indoor GPS技术简介
GPS
全球定位系统（GPS）已经很普及了，目前主要用于全球的定位测量，GPS的功能不仅是它先进的技术还有它的整个系统概念的能力。
人造卫星对每一个用户来说都是独立的，人造卫星（信号发射机）发出位置测量所需要的高精度的信号，这就允许无限多的用户从接收到的信号和已知的人造卫星的位置计算出他们的位置。
系统中的每一个用户都可以从人造卫星发射到接收器的单通道信号中获得他们独立的位置。
3Di星群
ARCSECOND公司已早先就已取得了局域GPS系统的专利权，就是3Di星群测量系统。
在3Di星群中，红外线光发射机发射一组单独的位置信息：从发射机到接收器的相对方位和俯仰角，再加上已知发射机的方向和位置，用户就可以计算出他们在3Di星群坐标系统中的位置。
这种测量原理就好比GPS一样，从发射机到接收器创建一种单信号通道，当两个或多个发射机在视野范围内时，就容许无限多数量的接收器可以连续独立地计算出他们的位置。
下面讨论GPS和3Di星群原理之间的直接关系。
3Di星群与GPS的比较：
基本构造：
我们不需要明白GPS的内部构造，但是整个GPS系统是建立在好几十亿美元的基础上的。
是由距离地面12000英里的24颗人造卫星组成的，这些卫星不断地发射有用信息的信号，为地面上的接收器计算它们的位置。
如图2所示，在3Di星群中人造卫星被红外发射机取代，它即能被简单地固定在某地也能很方便地在两工地间移动，发射机随时发出需要的信号，接收器独立接收信号并计算它所在的位置。
因此，像GPS一样，系统安装好后，可以允许无限多的接收器同时工作。
建立测量矩阵：
在GPS中，隐藏在背面的是一块关键性的构件，在人造卫星和随处移动的接收器里有时钟计时器。
由美国政府负责运行的全球网地面站测定人造卫星的有关数据信息。
在地面上
测定的这些信息被埋植在GPS卫星发射出来的信号中，通过一种特殊的信息通道发送给接收器。
这些轨道信息、星历表能够被实时地被更新。
另外，GPS接收器中的时钟也必须被实时地监控和校准。
接收器时钟与从四个卫星发射出来的四个测量元素中的GPS卫星时钟是同步的。
如图3所示，3Di星群利用类似的概念去测定在局部水平面上的发射器的位置。
设置测定步骤，首先发射器的相对位置和方向可用高级固定的运算法则确定。
另外确定测量比例尺也是很重要的一部分，就是发射器间的绝对距离。
已知两发射器位置之间有效的位置系统决定了测量比例尺。
一旦发射器位置和方向信息被确定，分布的接收器¾由有线的、无线的和红外线的方式连接起来，组成了一个完整的测量系统。
对于用户来说，设置是一个快速简单的过程，很多设置步骤甚至能够完全自动化。
简单的测量模型：
在GPS中，接收器需要计算四个要素：x, y, z和时间。
从每一个人造卫星发出来的信号都包含同样的测量信息值，从人造卫星到接收器的距离形成了简单的测量基础，在可视范围内有四个人造卫星是测量的主要和必要的条件，它们能够提供计算四个或更多数量的测量信息值。
在3Di星群中能够计算出三个要素：x, y和z值。
每一个发射器可以提供两个测量信息值给接收器：从发射器到接收器的方位角和俯仰角。
最简单的位置测量，就是在可视范围内最少要有两台发射机，根据两台发射机提供的四个测量信息值，应用三角测量原理即可计算出上述的三个要素。
如图4所示，是简单测量的误差域分布。
注意，两个发射器产生的误差域是一个菱形，它的大小和形状在不同的测量区域是不相同的。
关于复杂的测量：
GPS接收器设法同时接收超过四个卫星信号，市场上有很多GPS接收器能够同时接收甚至多达12颗人造卫星的信号。
有些信号可能不被人们所注意，但在几何学测量上都可有能降低测量不确定度，每一个附加的信号组都会对测量方案提供帮助。
GPS用户可以利用更多的卫星提高测量精度。
3Di星群也能利用从多个发射器中发出的有用信号提高测量精度。
如图5所示，这种组合的主要优点是测量误差区域变成接近圆形，它的大小和形状在整个测量区域中都保持在一个定值。
3Di星群用户在测量中会明白增加发射器的数量将减小测量不确定度。
局部的修正可以增加测量精度:
GPS精密定位的主要信息是人造卫星的位置。
从人造卫星发射出来的星历表等数据信息是高精密的，卫星的运行轨道和无线电信号的传播速度通过地球的电离层和对流层后常常会变化很大，接收到的数据实际上已改变。
这就要求在地面上的大部分GPS接收器需要配备专门的解算软件，这是GPS接收器的基本配置。
同样在3Di星群中，软件等一些基础配置增加了测量的可靠性。
单个的固定的接收器能自动实时地测量，不管测量系统是否超出公差范围。
对于多台确定的传感器，系统能在后台设置中完成任务并重复改正测量区域。
实时地协调接收器供给这些最高质量的测量:
最高精度的GPS测量配置，差分GPS。
用两个接收器获得同一卫星在同一时刻的数据，这种方法能立刻测量出接收器到卫星的相对距离。
这种差分技术需要在测量GPS的几千米范围内固定一台的GPS接收器。
在大地测量中，这种高精度的测量方法已¾是一种公开的技术。
在3Di星群中，也可利用更多的接收器技术以达到更高的位置测量精度。
这种相关的技术是很重要的，当10s到100s的传感器被放在一个固定的物体上时。
同样的在GPS中，这是最精确的技术且允许辅助工具和主机体的变形。
3Di星群的测试:
最近一个主要的航行器制造厂配合ARCSECOND公司测定3Di星群在航行器制造业的应用，并取得了成功。
实验目标是测定航行器装配加工时与所有夹具规定的位置信息的精度。
这种方法增加了生产率，降低了加工、检验和返工的成本。
这个系统的精度可能是大家关注的一个主要问题，在理论上这种测量程式很早就已被确定。
因此，检定程序的一个重要部分是独立地测定系统的整体精度。
在一个75英尺（22.86m）×75英尺（22.86m）×18英尺（5.4864m）的空间内，扩展不确定度（k＝2）是0.04英寸（1.016mm）。
现采用两种测试方式评定3Di星群的不确定度：（a）与激光干涉仪的比对，（b）一组坐标被激光跟踪仪确定的一套测量固定标志点的比对。
在激光干涉仪的测试中（精度1.4PPM），用干涉仪的长度测量来验证3Di星群的三维坐标。
在这次测试中3Di星群的测量不确定度是2千分之2-4英寸或4-8PPM。
激光跟踪仪是10PPM。
在用测量固定标志点的三维坐标测试中，在一间温控的房间里用四台激光跟踪仪建立了一个60英尺×75英尺×18英尺的测量空间。
分析上面的试验，在测量固定标志点位置测量试验中不确定度在千分之10～20英寸。
所有提供的数据是2标准偏差值在2秒的平均值之后。
千分之一英寸就是0.001英寸。
测量结果扩展不确定度是：千分之2～4英寸（在42英尺内），3Di星群提供的数据与测量固定标志点比较的偏差是千分之20英寸（2δ标准偏差）。
在下面这样的情况下，在那样的测量区域内测量结果与不确定度是相同的，它是不好说3Di星群或激光跟踪仪哪一个比较好。
从测试中很明显可以看出3Di星群的绝对测量精度与测量标校尺的精度有直接的关系。
当激光跟踪仪规定了测量比例尺时，那么测量结果与激光跟踪仪的不确定度是一致的。
当干涉仪提供比例尺时，不确定度是减少的。
因此ARCSECOND提供了一个用干涉仪测量的标准比例尺作为一个附件。
加上这一项，3Di星群提供的不确定度一般优于8PPM。
ARCSECOND现在把这些理念应用了“自动校准”性能，有了自动校准，所有的安装都是全自动的但要笨拙的应用固定的接收器，有两个约束干涉测量比例标准尺。
自动校准将停工期减少到最少的执行和适当的测量区域的环境条件；连续的和实时的。