三角定位

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常见定位方式汇总及其定位原理

一、无线定位原理

无线定位，是通过获取采集移动设备到周围各个AP〔AccessPoint〕的信号强度RSSI，利

用RSSI估算距离进展定位的。其实现方式分为主动采集和被动采集:

主动采集，是依赖于AP主动采集移动设备的信号强度，在实际使用中，由于AP部署稀疏，

且相邻的AP处于不同的无线信道，主动采集到的数据量缺乏，定位的效果普遍不佳。

被动采集，是在移动设备上安装APP应用的方式，由APP在后台主动向AP发送消息，增加

被采集到的数据量，能提升定位的效果。但因需要结合APP使用，市场承受程度受到限制。

二、蓝牙定位原理

蓝牙定位也称beacon定位，同样是基于RSSI的。其实现是通过蓝牙信标主动地播送宣告自

己的位置来感知所处的位置。但是传送距离短小，决定了蓝牙设备的部署密度非常大。并且

由于电源无法长久使用，当设备电量用完后，更换设备的维护本钱也是一笔不菲的开销。

三、无线定位和蓝牙定位比照

三、基于RSSI定位原理的定位算法

就定位的算法而言，目前基于RSSI定位主要有二个算法：三角定位算法，指纹识别算法。

1、三角定位算法：

如果我们已经知道了这些AP的位置，我们可以利用信号RSSI衰减模型估算出移动设备距离

各个AP的距离,然后根据智能机到周围AP距离画圆。在实际使用中，只要知道被搜寻设备

与周围三个点的距离，就可以依此画出三个圆圈，而三个圆圈的交会位置，便是设备的位置。

定位的过程可分成两个阶段：测距与定位。

①测距阶段：待测点首先接收来自三个不同位置WIFI接入点的RSS，然后依照无线信号的

传输损耗模型将其转换成待测目标到相应WIFI接入点的距离。无线信号在传输过程中通常

定位类型定位原理优势劣势定位精度

蓝牙定位

采用基于蓝

牙的RSSI定

位技术，除了

使用集成在

移动终端上

的蓝牙模块

外，还需要部

署蓝牙基站。

1.低功耗

2.定位精度

高

1.除了使用集成在移动终端上的

蓝牙模块，还需要蓝牙基站，但

是蓝牙基站不普及，且蓝牙器材

和设备价格比较昂贵，目前尚未

大规模推广；

n一般通过电池供电，

有些可用3-5年，不过这也意味

着每3-5年就需要更换电池。维

护本钱高。

2米-3米

无线定位

Wi-Fi定位基

于现有WLAN

网络，采用R

SSI定位方

式。

1.网络已广

泛部署，产品

成熟，价格低

廉。

2.无需额外

设备，本钱

低。

3.使用方便。

1.射频信号易受环境干扰。

2.定位精度和准确度较差，且具

有较强的时变特性。

3.指纹识别训练数据采集工作量

大。

4.不适于高精度实时跟踪场景。

3米-15米

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会受路径损耗、阴影衰顶棚装修效果图 落等的影响，接收信号功率随距离的变化关系可由信号传输损耗模型

给出。

②定位阶段：通过三角形算法计算待测点位置，即分别以位置的三个WIFI接入点为圆心，

以其各自到待测点的距离为半径为范围，所得三个圆形范围的交点即为待测点位置。

三角定位的理论很简单，但其缺点也非常明显，就是定位结果非常不精准。原因很简单，因

为AP的位置和移动设备距离AP的长度都是推算出的，误差+误差=更大的误差。

2、指纹识别算法：

指纹识别算法需要提前绘制一幅信号map，相当于对每个一点都采样标记出它的信道强度情

况。然后在定位时，在信号map中进展匹配，匹配出的信号最相似位置，即设备的位置。其

方法类似于机器学习算法，分为两寥寥无几 个阶段:离线训练与在线定位。

①离线训练阶段：其目标在于建立一个位置指纹识别数据库。首先，选择合理的参考点分布，

确保能为定位阶段的准确位置估计提供足够的信息。接着依次在各个参考点上测量来自不同

AP的RSS值，将相应的MA环境保护心得体会 C地址与参考点的位置信息记录在数据库中，直至遍历关注区域

内所有的参考点。由于受环境影响，无线信号强度并不稳定，为了抑制RSS不稳定对定位的

影响，通常在每个参考点上屡次测量取平均。

②售货员英语 在线定位阶段：给定数据库后，依据一定的匹配算法将待测点上接收的APRSS与数据库

中的已有数据进展比较，计算位置估计值。常用的匹配算法有最近邻法〔NN〕、KNN、神经网

络等。

相比三角测量基于信号传输模型来估算无线终端与WIFI接入点间的相对距离，指纹识别具

有更高的准确度，因为它使用的是真实采集的信号信息而不是根据经历公式来推算。但该法

同样存在很大的问题：首先，指纹识别数据库的构建需要消耗大量的人力物力，数据库完备

程度会影响到定位的精度。其次，WLAN无线信号时变特性导致预先采集的数据在*种意义上

只具有"瞬时〞有效性，而且所部署环境的变化都会导致RSS或大或小的变化，使得需要重

构指纹识别数据库。因此在实际使用中，每三个月或半年就需要重采一次以保证高精度。而

且每次的采集量需要非常大，其收集和更新指纹的本钱费用非常高。

四、WiFi+RFID混合定位

此外，目前还有怪兽怎么画 一种热门的定位方式是WIFI+RFID电子标签的方式。把无线WiFi技术和

RFID技术结合起来，进一步地提高devote 定位的范围和精度。其系统硬件构造如以下图所示：

其实现是在环境中按网格部署大量的电子标签，通过电子标签来构造指纹识别的数据库，定

位的过程如下：

①在公司大楼的走道和三间房内各安置每隔3m固定一个电子标签(参考标签)，在该层楼的

东南两北角各放置一个AP。做好上位机与下位机的无线通信(软件程序的效劳器和客户端的

连接)。

②实验进展时，当待测标签进入到AP(4个)的范围内，开场接收到待测标签发出的信号场强，

并传入上位机。同时也接收各个参考标签在各个AP的信号场强，并传入上位机。

③定位算法则把待测标签在4个AP(AP1，AP2，AP3，AP4)上的场强建立成一个场强矢量，

同时参考标签也建立成场强矢量。通过LANDMARC算法即通过比较待测标签场强矢量与参考

标签场强矢量的欧氏距离，找出3个欧氏距离最小的参考标签，并得知3个参考标签的具

体位置。对于3个参考点，不用再根据信号的强度来决定其半径，而是3个以参考点为圆心，

以最近参考标签之间的距离(以确定每隔几米放置一个参考标签)的3/4长度为半径做3个

圆，这样3个圆两两相交的可能性会增加。

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这种定位方式的优势是在原来LANDMARC算法的定位精度上，再进展三角定位，进一步提高

定位精度。同时，以参考标签之间的距离来进展进一步的三角定位，可以减少额外的计算，

并且可以减少由于参考标签场强的变化带来的重复测量。其缺点在于RFID的距离短小，难

以大规模的部署。

RFID

可以通过无线

电讯号识别特

定目标并读写

相关数据，而无

需识别系统与

特定目标之间

建立机械或者

光学接触。

1.无源RFID标签

定位本钱低

2.有源RFID标签

定位范围相对较

大

3.可根据不同的

应用需求选择不

同的定位方法

1.无源RFID读写器本钱

较高

2.需要部署多个读写器

构建定位根底设施

3.难以大规模部署

定位精度

1.5米

增加参考

标签可以

进一步提

高定位精

度。