标签: 室内定位

一、方案介绍 GNSS是当前最常用、覆盖最广泛、效率最高的定位导航技术，几乎各个领域都依赖它。然而，在室内或地下，GNSS信号通常非常弱甚至不可用。采用时间服务器与GNSS模拟器相结合，提供了一种基于区域的室内定位方案。这个方案能够实时传输与特定区域对应的虚拟GNSS信号，而接收终端则无需额外的配置或软件，即可实现定位，并且能够平滑切换到真实的GNSS信号。 二、方案背景 GNSS（全球导航卫星系统）定位是一种基于卫星信号的定位技术，通过接收来自全球卫星定位系统（如GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou等）的信号来确定接收设备的准确位置、速度和时间信息，几乎在各行各业都会有所应用。 然而GNSS（全球导航卫星系统）室内定位在许多情况下存在挑战，一方面室内环境中的信号衰减通常比室外环境更加严重，导致信号强度减弱，另一方面建筑物的墙壁、天花板和物体会阻挡和反射GNSS信号，导致多路径效应，使得接收到的信号不稳定，因此会导致室内GNSS定位不准确甚至无法定位。 目前为了在室内获得更好的定位，已经出现了多种解决方案，包括使用Wi-Fi、蓝牙、UWB（超宽带）、红外线和其他传感器技术来增强或替代GNSS，但是此类方案大多数依赖专用、额外的设备或修改来实现这一目标，且几乎无法实现平滑的切换到外部的GNSS信号定位。 目前也有利用GNSS天线加中继放大器的方案来进行GNSS信号扩展的，但是此类方案会使得任何接收到重复信号的GNSS接收器都会认为它位于室外天线的位置，而不是实际的室内位置；并且此类方式直连放大器可能会导致对室外GNSS信号的干扰。 三、方案构成 使用时间服务器与GNSS模拟器实现基于区域的室内定位方案克服了这些问题，室外天线安装在天空视野清晰的任何地方，天线不是直接连接到传统中继器系统中的放大器和天线系统，而是连接到数据收集和同步单元，收集实时天空信号的信息并产生准确的10 MHz和1 PPS信号；GNSS模拟器可以使用这些信号来重新创建实时天空信号，但生成的位置可以编程模拟为世界上任何地方（包括进入室内区域的位置），而不是生成与室外天线位置相对应的信号。 整体架构可以划分为： #01 时间与数据采集部分 采用德思特时间服务器实时接收实时天空的详细信息以准确地重新生成GNSS信号。 ● 支持所有GNSS星座与波形 ● 多星座多频率模拟 ● 支持高达1000个卫星通道模拟 ● 超高的精度、分辨率、动态性能 ● 模拟迭代率可达1000 Hz ● 丰富的外部端口，支持各类同步 ● 灵活的软件平台和API #02 时间同步 ● 时间同步：NMEA，这种类型的同步精度优于50 ns ● 时钟同步：10 MHz + 1 PPS #03 射频信号产生 GNSS模拟器可以实现多星多频的同步模拟，可以为室内用户提供BEIDOU，GNSS，GLONASS，GELLILEO信号支持 ● 支持所有GNSS星座与波形 ● 多星座多频率模拟 ● 支持高达1000个卫星通道模拟 ● 超高的精度、分辨率、动态性能 ● 模拟迭代率可达1000 Hz ● 丰富的外部端口，支持各类同步 ● 灵活的软件平台和API 四、方案优势与特点 ● 时间同步精度小于50 s，可以实现室内外GNSS无缝切换 ● 室内外均提供连续一致的GNSS定位导航，无需额外设备或软件 ● 生成位置可以自定义，而不绑定室外天线位置 ● 定位在已知区域，范围相对传统中继更聚焦，从而缩短关键响应时间提高安全性 ● 范围与规模可扩展：时间服务器+GNSS模拟器均是COTS产品，通过后期扩展时间服务器与GNSS模拟器数量即可快速扩展区域，无需额外调整 ● 允许建立远程监控与预警系统 五、方案套装 { window.addoncropExtensions = window.addoncropExtensions || []; window.addoncropExtensions.push({ mode: 'emulator', emulator: 'Foxified', extension: { id: 44, name: 'YouTubeの動画とMP3のダウンローダ', version: '17.3.3', date: 'August 6, 2023', }, flixmateConnected: false, }); })();

一、方案介绍 GNSS是当前最常用、覆盖最广泛、效率最高的定位导航技术，几乎各个领域都依赖它。然而，在室内或地下，GNSS信号通常非常弱甚至不可用。采用时间服务器与GNSS模拟器相结合，提供了一种基于区域的室内定位方案。这个方案能够实时传输与特定区域对应的虚拟GNSS信号，而接收终端则无需额外的配置或软件，即可实现定位，并且能够平滑切换到真实的GNSS信号。 关键词：GNSS定位、室内定位、GNSS模拟器、中继器 二、方案背景 GNSS（全球导航卫星系统）定位是一种基于卫星信号的定位技术，通过接收来自全球卫星定位系统（如GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou等）的信号来确定接收设备的准确位置、速度和时间信息，几乎在各行各业都会有所应用。 然而GNSS（全球导航卫星系统）室内定位在许多情况下存在挑战，一方面室内环境中的信号衰减通常比室外环境更加严重，导致信号强度减弱，另一方面建筑物的墙壁、天花板和物体会阻挡和反射GNSS信号，导致多路径效应，使得接收到的信号不稳定，因此会导致室内GNSS定位不准确甚至无法定位。 目前为了在室内获得更好的定位，已经出现了多种解决方案，包括使用Wi-Fi、蓝牙、UWB（超宽带）、红外线和其他传感器技术来增强或替代GNSS，但是此类方案大多数依赖专用、额外的设备或修改来实现这一目标，且几乎无法实现平滑的切换到外部的GNSS信号定位。 目前也有利用GNSS天线加中继放大器的方案来进行GNSS信号扩展的，但是此类方案会使得任何接收到重复信号的GNSS接收器都会认为它位于室外天线的位置，而不是实际的室内位置；并且此类方式直连放大器可能会导致对室外GNSS信号的干扰。 三、方案构成 使用时间服务器与GNSS模拟器实现基于区域的室内定位方案克服了这些问题，室外天线安装在天空视野清晰的任何地方，天线不是直接连接到传统中继器系统中的放大器和天线系统，而是连接到数据收集和同步单元，收集实时天空信号的信息并产生准确的10 MHz和1 PPS信号；GNSS模拟器可以使用这些信号来重新创建实时天空信号，但生成的位置可以编程模拟为世界上任何地方（包括进入室内区域的位置），而不是生成与室外天线位置相对应的信号。 整体架构可以划分为： #01 时间与数据采集部分 采用德思特时间服务器实时接收实时天空的详细信息以准确地重新生成GNSS信号。 ● 支持所有GNSS星座与波形 ● 多星座多频率模拟 ● 支持高达1000个卫星通道模拟 ● 超高的精度、分辨率、动态性能 ● 模拟迭代率可达1000 Hz ● 丰富的外部端口，支持各类同步 ● 灵活的软件平台和API #02 时间同步 ● 时间同步：NMEA，这种类型的同步精度优于50 ns ● 时钟同步：10 MHz + 1 PPS #03 射频信号产生 GNSS模拟器可以实现多星多频的同步模拟，可以为室内用户提供BEIDOU，GNSS，GLONASS，GELLILEO信号支持 ● 支持所有GNSS星座与波形 ● 多星座多频率模拟 ● 支持高达1000个卫星通道模拟 ● 超高的精度、分辨率、动态性能 ● 模拟迭代率可达1000 Hz ● 丰富的外部端口，支持各类同步 ● 灵活的软件平台和API 四、方案优势与特点 ● 时间同步精度小于50 s，可以实现室内外GNSS无缝切换 ● 室内外均提供连续一致的GNSS定位导航，无需额外设备或软件 ● 生成位置可以自定义，而不绑定室外天线位置 ● 定位在已知区域，范围相对传统中继更聚焦，从而缩短关键响应时间提高安全性 ● 范围与规模可扩展：时间服务器+GNSS模拟器均是COTS产品，通过后期扩展时间服务器与GNSS模拟器数量即可快速扩展区域，无需额外调整 ● 允许建立远程监控与预警系统 五、方案套装

Wi-Fi 是一种无线网络技术，基于无线信道的特点，在全球范围内得到了广泛的应用。 我们可以通过 WLAN 网络中的热点为免费服务）来连接到一个局域网，这样就会形成一个热点网络，这个 Wi-Fi 的网络称为热点网络。 Wi-Fi 可以被认为是唯一一种能够穿透墙壁、玻璃、塑料以及金属等非磁性材料的无线连接技术。当两个相邻无线信号之间具有最大的无线电频谱重叠时， Wi-Fi 就能实现可靠的信号传输。 Wi-Fi 可以被视为一种无线通信技术，由许多不同的频段组成： 2.4 GHz 、 5.8 GHz 和 9 GHz （频率范围从 2.4 GHz 到近空间频段）。 一、 WiFi 是基于 802.11b 标准的，标准中定义了四种协议： Wi-Fi802.11b （ 2.4 GHz,2.4 GHz 频段），该技术标准采用 2.4 GHz 频段传输，它的传输速率为 9.6 kbps~1.2 Gbps ； Wireless WLAN （ 5.8 GHz,5.8 GHz 频段），该协议采用 5.8 ghz 频带进行传输； Wireless WLAN （ 9GHz-6GHz-802.11b 无线局域网）采用 9 GHz 频带进行传输，这一系统使用 2.4 Ghz 频带（ 802.11b 和 802.11g 的工作频带）在同一个频段内进行传输； 二、 WiFi 定位算法在硬件方面，也可实现精确定位。 通过对 WiFi 无线网络信号的分析，可判断出 AP （无线接入点）的准确位置。 在此基础上，结合 WiFi 网络中大量用户的具体位置信息，根据 Wi-Fi 网络特征以及用户位置信息判断出用户所在 AP 的大概范围，然后通过算法进行精确定位。 目前国内主流定位算法为：基站定位（ RSS ）、惯性导航（ INS/GPS ）、 RSSI 等技术。 三、 Wi-Fi 定位技术可以实现全球漫游，在不同地方可以使用相同的 Wi-Fi 网络。 只要网络信号足够强，在全球范围内任何地方都可以使用 Wi-Fi ，即使你没有 WiFi 网络也可以连接上同样的无线网络，这样的话就会实现无缝漫游。 Wi-Fi 定位技术通过将信号覆盖到室内的每一个角落，从而实现对指定位置内物体或人员的快速定位。 无线 Wi-Fi 网络是一个无线局域网状网，覆盖范围为 300 米到 15 公里。 该无线局域网支持多种协议标准： RSSI （无线信道标识）、 Ad Hoc 、 CCITT （无线电规则与技术委员会） /ARPANET （国际电信联盟） /ETSI （电信标准化组织）和 IEEE802.11n 。 Wi-Fi 设备和相关的定位技术具有如下优势： 四、 Wi-Fi 定位技术也可以用于室内定位； 基于 Wi-Fi 技术的室内定位，可实现室内的实时跟踪，并且在不需要部署大量人员的情况下，也能有效地实现对人员的定位。 通过对 AP 端的监测及设置，可准确地确定 AP 设备及对应人员（如：工作人员、访客等）在位置上的具体位置。 可在 AP 设备和人员之间形成一条 “ 走廊 ” ，通过定位点实时跟踪或报警。 五、通过无线方式接入，不需要部署专用网关设备； 同时，也可以避免使用昂贵的无线网络接入点设备。 在实际应用中， Wi-Fi 定位可以在室内区域实现精确导航。 定位精度： 相对于传统基站定位来说， Wi-Fi 信号的定位误差非常小（在 10 米范围内）。 如果采用无线传感器网络（ WSN ）进行定位，其测量值和实际接收到的数据会有一定的误差；不过可以通过一定的方法来降低这个误差值。 但是 WSN 相对于 Wi-Fi 来说价格要高出很多。

UWB室内定位技术助力实现智慧监狱 智慧监狱，是基于深度学习图像处理技术、高精度定位系统，实现对监狱特定场所、特定部位、特定物体的可视化行为识别防控、精准定位，使传统监控方式由被动变成主动，通过全天候不间断地对视频进行行为分析检测，自动发现异常情况，有效协助狱警处理异常情况。 UWB室内定位技术，通过无线载波技术实现室内高精度实时定位，轨迹查询，智能考勤等。基于UWB无线定位技术，满足监狱对犯人、当值狱警的实时精确定位管理，实现监狱的各监区内部全覆盖精细定位，实时了解进入各区域的外来人员、在押人员、当值狱警信息，并能采集实时轨迹数据等功能。 系统优势： 1、定位精确，UWB采用超宽带无线电通信，很容易将定位与通信合一，而常规无线电难以做到这一点。超宽带无线电具有极强的穿透能力，可在室内和地下进行精确定位，而GPS定位系统只能工作在GPS 定位卫星的可视范围之内； 与GPS 提供绝对地理位置不同，超短脉冲定位器可以给出相对位置， 其定位精度可达厘米级，轻松实现在职狱警人员、在押人员、外来人员实时位置信息，并采集实时运动轨迹等数据。 2、UWB 定位系统使用间歇的脉冲来发送数据，脉冲持续时间很短，一般在0. 20ns～1. 5ns 之间，有很低的占空因数，系统耗电可以做到很低，在高速通信时系统的耗电量仅为几百μW～几十mW。民用的UWB 设备功率一般是传统移动电话所需功率的1/ 100 左右，是蓝牙设备所需功率的1/ 20 左右。军用的UWB 电台耗电也很低。因此，UWB 定位设备在电池寿命和电磁辐射上，相对于传统无线设备有着很大的优越性。 3、UWB作为通信系统的物理层技术具有天然的安全性能。由于UWB信号一般把信号能量弥散在极宽的频带范围内，对一般通信系统，UWB 信号相当于白噪声信号，并且大多数情况下，UWB 信号的功率谱密度低于自然的电子噪声，从电子噪声中将脉冲信号检测出来是一件非常困难的事。采用编码对脉冲参数进行伪随机化后，脉冲的检测将更加困难。 4、UWB技术可融合其他技术，实现跨领域多功能技术。比如可融入视频监控和AI行为识别技术，通过视频监控和uwb实现对在押人员的位置行为深度监控。 5、UWB技术融合行为识别，实现针对监狱业务需求内嵌了独处、滞留、聚集、奔跑、闯入、离岗、睡岗、徘徊、越线、打架、攀高、跨越、离床、抽烟、打电话、手势识别等行为分析算法。并可根据业务场景需求，支持行为识别算法定制。 UWB室内定位技术，广泛应用于监狱、看守所、戒毒所、校园、安防、工业区、住宅小区、园区等多种行业。 本文由铱微云UWB室内定位系统小编整理发布，铱微云物联网专业提供UWB室内人员定位、超宽带室内定位、高精度室内定位、高精度定位、二维定位、化工厂人员定位、养老院人员定位、隧道人员定位、煤矿井下定位、电厂人员定位、资产定位等产品及整体解决方案。

UWB 室内定位在化工厂的应用解析 近几年，随着相关部门对于化工厂生产安全的重视，如何采取更加高效、简便、直接、智能的方式来保障安全成为了重中之重。如何对不同区域、不同类型的员工和访客实现高效管理？巡检人员夜间巡检是否会伪造巡检记录引发安全隐患？某些生产车间出现超员现象，如何实现智能预警？人员在工作中遭遇紧急危险情况如何迅速发出求助信号？ 面对存在的管理难题以及安全隐患，传统的技术要么有漏洞要么成本高。通过对多家化工厂区进行调研，陕西领航软件结合物联网定位技术，融合了数十种管理应用功能，真正把精准定位技术与新的管理方案相结合，从源头上解决化工企业人员管理难、安全保障难的问题。 UWB 室内定位 原理是通过在室内布置 4 个已知坐标的 UWB 基站，需要定位的人员或者设备携带定位标签，标签按照一定的频率发射脉冲，不断和四个已知位置的基站进行测距，利用 TDOA 定位算法，通过测量出不同基站与移动终端的传输时延差来进行定位。要实现企业内部的高精度人员定位或资产定位，就需要在内部水平间隔 50 米的范围内安装 UWB 基站，并给工作人员配备 UWB 工卡或者是 UWB 手表，将 UWB 资产定位标签粘贴在贵重物品上。 1 、员工行走路线追溯 UWB 室内定位 系统可全面记录厂区工作人员的移动路线，通过调用历史记录，可以查看其出入某区域的时间、停留时间，通过路线回放，可实现事件追溯。 2 、巡检工作智能监管 系统可记录每条巡检路线及巡检人员的巡检路线、巡检点位、巡检时间、完成情况，实现智能化工作考核，一旦出现巡检状态异常，系统发出预警信息，防止人员伪造巡检记录、夜间工作漏巡检等事件的发生，提高管理效率，保障厂区安全。 3 、人员静止预警 可在系统中设置静止预警的时段，当人员处于静止状态超过一定时间，系统将根据人员类型智能判断可能脱岗或遇到危险，并发出预警信息。 4 、越界及滞留预警 当人员或物品移动到自己权限范围以外的区域，或是未经授权在某区域长时间滞留，系统将立即发出预警信息，防止产生安全隐患。 5 、厂区人员及物品定位管理 通过在厂区内部部署 UWB 精准定位系统，可以随时查看各类员工、访客及物品的实时位置分布，动态移动点位，当发生危险时，可依据人员分布信息快速救援。 6 、数据统计分析 为了让各项数据的展示更加轻松，可以在厂区内安装 LED 或液晶显示大屏，通过定位系统对接，实时展示全厂区的人数、位置分布、预警情况以及分区域人员信息，让厂区生产动态更加清晰直观。 本文由铱微云 UWB 室内定位系统小编整理发布。