室内外定位技术路线-涨知识

室内定位技术选择比较有限：

蓝牙定位或UWB定位

当然这两种定位技术也可以应用于室外定位。

常用室外定位技术

1、北斗/RTK方案：

2、运营商4G/5G基站定位方案：

3、蓝牙信标/基站定位方案：

4、UWB信标/基站方案：

北斗/RTK方案

 1、北斗需要4颗卫星；RTK需要4颗星以上

 2、北斗定位精度：5-10米

 3、RTK：20-30厘米；静止：厘米级

 4、RTD：50厘米-1米

优点：

无需部署定位基站，没有基站硬件投入及部署和维护。北斗不涉及使用费用，RTKRTD需要采用地面差分基站的服务，以千寻为例：300元/年。

缺点：

如果室外有高建筑物或大型金属体信号的遮挡或可视卫星数量不达标，无法实现定位；需要采用惯导的方式补偿。

北斗不提供无线数据通讯功能，标签需要支持4G/NB/LORA无线数据通讯功能。采用RTK服务，必须使用4G/NB通讯；自主部署RTK差分基站，可以采用LORA无线通讯。

不支持室内定位场景，需要室内定位需求，还需要在室内考虑蓝牙或UWB定位

室外围绕大型金属体或高建筑物场景的室外电子围栏，无法实现；

成本及功耗：

北斗+4G/NB（100-150+流量费，100mA）

北斗+LORA（100-150以内，100mA），需要部署LORA基站，LORA的通讯带宽0.5K/300米，LORA基站覆盖区域标签数量小于200-300；

+惯导：成本增加100，功耗增加30mA；缺陷：惯导的有效时间10秒以内，长期（大于10秒）情况惯导失效；

RTK：成本增加500-700，资费300每年，功耗增加100mA

RTD：成本增加200-300，资费300每年，功耗增加100mA

北斗+4G/NB没有区域低功耗模式，相对待机时长一般一周；

北斗+LORA（基于LORA的区域低功耗模式，相对待机时长一般1个月）

北斗+LORA+惯导：（成本200-300，功耗150mA，定位精度2-3米）

适合应用场景：

北斗+4G/NB+惯导：物流车辆定位，工厂内以及工厂外都需要定位，高精度可选RTK/RTD；无人机等应用；

北斗+LORA+惯导：只需要在固定大型室外区域，没有太多大型金属体或高建筑物，无需室外电子围栏要求。大型室外工地场景，人员/车辆定位；精度可选RTK/RTD

如果存在室内地上/地下空间，如果要求不高，可增加BLE信标定位；如果定位要求高，增加UWB信标定位。

运营商4G/5G基站定位：

2/3/4G定位精度差且目前不具备落地性

5G定位还没有实现，目前定位效果同4G

未来根据3GPP R16定义，5G定位能力必须满足以下低要求：

对于80%的终端，水平定位精度优于50米，垂直定位精度优于5米。

端到端时延低于30秒。

对于要求严苛的商业用例，5G定位能力至少需满足以下要求：

对于80%的终端，水平定位精度优于3米(室内)和10米(室外)。

对于80%的终端，垂直定位精度优于3米(室内和室外)。

端到端时延小于1秒。

蓝牙信标/蓝牙基站定位

蓝牙BLE是目前能耗具备优势的无线通讯技术，尤其是信标，一般时长年以上。

BLE信标&BLE基站定位区别

信标定位：

优势：信标(定位基站)成本和待机时长，支持采用智能手机作为标签，支持RSSI三角定位和RSSI指纹定位；

缺陷：由于信标没有数据通讯功能，需要标签支持4G/NB/LORA无线通讯功能，标签的成本和功耗没有优势。

基站定位

优势：标签作为信标，成本和待机时长；采用RSSI三角定位或存在性监测，同时可以利用和网关的蓝牙连接，实现传感数据等通讯功能。

共同缺陷：

基于RSSI方式测距，误差大于10%（距离30米，误差3米以上），所以一般定位基站部署的间隔在10米，导致基站部署的数量多，项目实际的工程成本远大于硬件(基站)成本（网关方式：10-20倍，信标方案：20-30倍）

没有办法完成类似室外电子围栏、实时轨迹功能

抗环境干扰（下雨等）以及RSSI测距抗多径干扰性能差，金属体环境不适合。

适合的场景：

硬件成本低、能耗方案优，待机时间长。

蓝牙信标定位：不关注定位，只需要实现巡检或室内外区域存在性检测，室内/外都可以适用。采用智能手机作为标签，利用手机的GPS/北斗以及惯导实现室内外融合定位。同时利用手机实现无线通讯功能。

蓝牙基站定位：标签需要长期佩戴，待机时长超过半年或更久，标签的待机时长和成本（100以内）是优势。比如仪器设备标签等。

UWB信标/UWB基站定位

UWB定位和BLE定位区别：

BLE是基于RSSI的三角定位，UWB是基于TOF的三角定位。

UWB的抗环境干扰能力以及抗多径干扰能力要比BLE强很多

TOF的测距精度在300-500米都可以保证在30-50厘米，BLE的测距精度在30米以内精度也只能是2-3米。

UWB基站覆盖区域可以300-500米，基站的数量是BLE基站数量的几分之一。

对于要求电子围栏以及轨迹等功能，只有UWB技术可以满足。

和BLE相比，UWB的缺陷：功耗是BLE的10倍，UWB芯片(30)成本也是BLE芯片(5左右)几倍。

UWB定位同样适用用室内/外。UWB和BLE，还有AOA定位，AOA无法应用于室外。

UWB信标定位：

信标定位，采用定位区域部署UWB信标(定位基站)

优势：UWB信标成本和支持电池供电。

缺陷：

由于信标没有数据通讯功能，需要标签支持4G/NB/LORA无线通讯功能，标签的成本和功耗没有优势。

4G/NB方式下流量费，LORA方式情况标签容量有限

一般定位引擎部署在后台，不支持定位引擎前置，无法使用多场景应用。

UWB基站定位：

采用定位区域部署UWB定位基站实现精准定位

优势：标签采用UWB+BLE信标双模方式，能耗比仅UWB单模有优势。

定位算法可以前置在主基站，支持多场景应用

1、二维长/短距离定位（主基站（有源）+辅基站（有源或电池供电））

2、一维/一维带宽度定位

3、基于测距存在及安全距离监测

4、区域精细网格化定位

5、出入口流量

6、基于基站间测距的电子围栏

7、单跨多行车（大车、小车）定位

8、跟随定位