学术论坛
基于位置服务的定位技术调查
邱程
(香港理工大学工程学院香港九龙999077)
摘要：在基于位置的服务中，可用于定住的技术有全球定位系统，辅助全球定位系统，小区识别码，以及无线网络模块定位技术等等。为了实境这费技术,有四种常用的方法:基于波达时间(TOA),基于波达角度(AOA),基于接受信号的强度(RSSI)以及位置指统技术。本丈对达些定位技术和方法进行短的介绍。
关键调：基于位置的服务定位技术定住方法
Survey on positioning technologies in
location-based services
QIU Cheng
(Engineering Faculry, The Hong Kong Polytechnic University, 999077, Kowloon, Hong Kong)
Abstract:In locationbased services, the positioning technologies can be used are GPS, AGPS, cellID, WiFi schemes. In onder to implement these technokogies, there are four common methodks can be used are the time of arrival (TOA), the angle of arrival (AOA), the received signal strength indicator(RSSI) and fingerprinting, The objective of this paper is to give a brief introduction of these positioning technologies and positioning approaches
Key Words:locationbased services positioning technology positioning approach
中图分类号：TP317
文献标识码:A
文章编号:1007-9416(2013)02-0186-02
在基于位置的服务中，定位技术是最核心的技术。目前而言，对于不同的应用，我们有许多不同的定位技术可供选择。为应用选择何种定位技术，这取决于用户的需求和用户所处于的环境。比如，在些应用中，用户需要提供准确率较高的定位服务。但是在另外些应用中，用户并不对定位的准确率有过高的要求，反而是对定位的速度有较高的要求。
通常来说，有四种方法可以实现定位技术：TOA，AOA，RSS以及位置指纹技术。这些方法在室内和室外的定位服务中有着广泛的
2图1AOA系统计算移动设备的方式
a=d*Cos( )+ai b=d*Sin( e ,)+bi
i=A.B
AP APZ
PT
e)as Rg R55
255, 855, a55, -e, rt, e,
2SS, 5, SS, databasn
o
[5]图2位置指纹的两个阶段:A)训练阶段B)定位阶段 186
应用。它们在不同环境和需求上的表现决定了它们被哪些定位技术所利用。
1四种常用的定位方法
1.1基于波达时间
TOA的方法是利用来自不同基站信号的传插时间来计算移动设备与基站之间的距离，进而得到移动设备的位置。对于二个基站而言，移动设备的位置分布于以基站为圆心，基站与设备的距离为半径的国上，当两个基站进行TOA测量时，移动设备位于两个基站分别行成的两个圆的交点。这是移动设备的位置有两种可能性，当有三个基站进行TOA测量时，移动设备就位于三个基站分别形成的三个圆的交点，这时移动设备的位置是唯一解。所以，理论上，利用TOA的方法，三个基站可以定位出移动设备准确的位置
TOA方法有一些不足，例如该方法要求基站与移动设备有很好的时间同步性。如果无法提供良好的时间同步性，在计算基站与移动设备距离的时候会产生误差，从而无法得出设备准确的位置。此外，在实际中，独立测量的错误也是无法避免的，独立测量的错误会是定位的最终结果不是给出一二个精确的位置点，而是一片区域。
1.2基于波达角度
AOA的方法和TOA的方法十分相似。AOA是利用来自不同基站的信号与移动设备所形成的角度来获得位置信息。理论上，在维的场景下对来自两个不同基站的信号进行正确AOA度量足够定位出移动设备的位置。相比TOA的方法，AOA所需要通信的基站数量要少
假设一个区域里有两个基站A，B。在二维模型下，基站A的坐标是(al,b1),基站B的坐标是(a2,b2)。当移动设备P进人这段区域时，它的位置(a，b)可以通过AOA度量的方法计算得出，如图1所示：
因为eA和eB可以由AOA度量方法得到，所以Cos(ei)和Sin(8i)是常数。基站A和基站B的位置是已知的。当只对一个基站A进行AOA测量时，P可能的位置组成一个线性函数。可能的位置分布在直线AP上。当另一个不同的基站B完成AOA测量时，P的位置可以被确定在直线AP和BP的交点上。所以，理论上来说，两个不同的基站采用AOA测量方法可以得到P位置的唯一解，
AOA度量方法的一个优点就是它没有对时间的同步性有太高的要求。3然面精确的AOA度量要求有多个定向天线，多元件的天