MOKOSmart 提供端對端室內定位解決方案。我們的設備整合了 BLE、Wifi、LoRa、GPS 和信標,可提供精確的定位和運動訊息,精度達 2.5 公分(亞米級)。
GPS 代表全球定位系統。 GPS 一詞與其用戶的位置確定有著千絲萬縷的聯繫。當有人向您提及 GPS 時,您很可能會想到正在定位誰或什麼。
類似地,室內GPS被定義為在封閉空間(無論大小)內定位選定元素。室內GPS追蹤有助於在設施或室內空間內對標記單元進行主動或被動位置監控。
本質上,室內 GPS 的功能是用於商場、機場和其他設施等室內空間的定位、計時、繪圖和導航。

室內GPS具備以下一些預期特性。這些特性使用戶能夠輕鬆執行各種功能。有了這些特性,使用者將能夠享受室內GPS帶來的許多好處。這些特性包括:
使用室內 GPS 模組可以帶來許多優勢。這些優勢涵蓋了室內 GPS 模組的功能以及其帶來的卓越精度。以下重點介紹其中一些優點:

當需要定位和管理資產位置以及其他功能時,室內 GPS 中繼器非常有用。我們知道,傳統的衛星技術和 GPS 在封閉空間中無法發揮最佳效能,而且精度相當低。這些空間包括機場、停車場、多層建築、小巷和其他地下場所。
這就是室內GPS發揮作用的地方。傳統GPS在室內效率低下,但這並不代表在室內精確定位資產位置並不重要。
廣闊的室內空間尤其難以穿越,更不用說主動定位資產和人員了。即使人們在這些空間擁有多年的經驗,仍然經常會迷失方向,有時甚至會迷路。現在想像一下,作為一名遊客,在沒有萬無一失的系統幫助的情況下嘗試導航。因此,室內 GPS 在以下場所和功能中為人們提供了巨大的幫助:












室內追蹤技術因使用者偏好、設備成本和安裝方式而異。室內追蹤技術利用一系列設備,在 GPS 和衛星技術無法發揮作用的地方定位物體和人員。室內追蹤解決方案包括尋路、即時定位系統 (RTLS)、急救人員定位和庫存管理系統。
有許多不同的追蹤技術可以幫助確定室內定位。這些技術包括:

基於藍牙的系統:此技術是一種用於連接行動裝置的無線、低功耗、高速連結。它為短距離內的多個網路設備提供無線連接。

超寬頻系統:又稱UWB系統。它們能夠實現20公分或更短的精確定位。它們發射低功率訊號,不會幹擾其他頻譜。它利用無線電頻譜中一種不同於警用無線電或手機無線電的特殊波。

RFID系統:RFID垂直門射頻辨識系統利用無線電波傳輸資料。資料被編碼在RFID智慧標籤中,這使得它比條碼資產追蹤技術更具優勢。

紅外線系統:該系統將一個持續發射紅外線訊號的物體附著在被追蹤的物體上。 CPU 能夠利用三角測量法和接收器的方向來計算發射訊號的位置。

以 WiFi 為基礎的系統:這是一種利用 WiFi 追蹤位置的簡單方法。 WiFi 標籤將信標資料傳輸到各個存取點。之後,位置伺服器收集時間戳,並將接入點資料和時間戳資訊轉換為位置資訊。

Zigbee 技術:此技術利用 RSSI,即「接收訊號強度指標」的縮寫。 Zigbee 無線感測器技術採用 RSSI,這使得它能夠有效地確定室內定位和 LBS(基於位置的服務)。使用指紋資料庫可以用來計算個人在室內的位置。

Beacon技術:此技術利用小型無線BLE發射器向附近的接收器發送訊號。借助該系統,可以準確、輕鬆地進行基於位置的互動和定位。

超音波技術:此技術利用能夠追蹤發射體位置的超音波系統。超音波感測器用於追蹤超音波訊號的位置。
全球定位系統 (GPS) 的工作原理是首先獲取用於計算位置的衛星訊號。位置計算的頻率不確定度與觀測到的 GPS 訊號相比約為 ±4.2 kHz。 GPS 利用相關性來偵測訊號。如果碼延遲頻率錯誤,則峰值訊號將不存在。訊號搜尋是在變化的碼延遲和頻率(稱為區間)內進行的。
本質上,接收器能夠透過評估衛星與您之間的距離來精確定位。要確定您的三維位置,至少需要 3 顆衛星。您的位置是透過衛星中的原子鐘乘以訊號速率獲得的。一顆衛星決定時間訊號速率,另外三顆衛星用於取得 x、y 和 z 座標。
通俗地說,繞地球運行的衛星訊號傳輸到約20,000萬公里外的地球表面。顯然,由於距離遙遠,自由空間的損耗會降低訊號的功率等級。這就是為什麼常規GPS訊號在封閉或室內空間中不可靠,因為訊號損耗會更大。因此,GPS室內定位系統需要使用室內GPS中繼器。

為了使GPS正常運作,需要一種特殊的天線。傳統的GPS接收器天線是圓形的,其功能類似於極化微帶貼片。它工作在1 MHz的L1575頻段。由於基板材質的介電常數(Ɛr = 25),它的尺寸非常小,僅為25mm x 25mm。本質上,天線是一種導電金屬,當受到電磁波照射時會產生電活性。
多個系統子組件的組合實現了這項功能,從而啟動了整個系統。它包含不同的電子設備,用於實現GPS的功能,例如讀取相關訊號並篩選掉不需要的訊號。最基本的整合系統包含一個訊號解碼器、一個濾波器和一個通訊輸出。
系統必須能夠在其多個組件之間傳輸訊息,以實現目標。因此,需要製定通訊協議,以便多個實體參與 GPS 系統。通訊協定會通知終端系統或使用者。例如,檢索包含訊號品質、座標和速度等資訊格式的協定。
IPS 的硬體(實體組件)構成了整個室內 GPS 系統。這些組件包括:

如同先前關於天線所述,這是從傳統的貼片式GPS獲得的。它由鋁製錐形反射器組成,有助於增強方向或定位。

IPS 的這個硬體組件利用了一些能夠降低大聲的低雜訊放大器。

當訊號遺失時,這會非常有用,它可以計算放大器在室內 GPS 系統中的益處。
這是 GPS 網路在室內最佳運作的能力,也是伺服器的位置運算功能。 GPS 衛星通常發送的資料可以被衛星視線範圍內的可用接收器清晰地翻譯。目前,GPS 星座共有 28 顆在軌衛星。要獲取所有即時數據,接收器只需同時瞄準所有 28 顆在軌衛星。
要做到這一點,最經濟、最有效的方法是連接一個擁有GPS參考站的全球網路。這些GPS參考站充當連接伺服器的資料通道。此網路可以服務任何地點、任何數量的A-GPS設備。 Mokosmart已開發並實施了該網路。
這個網路和伺服器的創新之處在於:它構成了一個完全冗餘的網絡,其網站遍布全球。這樣,每個GPS伺服器在任何給定時間都能被至少兩個不同的網站「看到」。
有了該系統,伺服器將需要更少的衛星測量數據來完全計算位置。這由全球地形模型完成,即使在起伏的地形中也能提高精度。它利用多達十億個網格的離散點,精度高達18公尺。
由於GPS偽距測量,伺服器無需精確的GPS時間標籤即可計算位置。它還可以在任何設備上運行,無論製造商如何。

這是一種新穎的室內 GPS 方法,利用 GPS 訊號的即時卷積,對各種可能的碼延遲進行處理。它是如何運作的?傳統的 GPS 接收器一次只能監控一個晶片上可能出現的碼延遲。接收器必須先掃描,然後取得訊號,才能開始追蹤。
這種新設計無需單獨的追蹤和捕獲階段,因為它可以進行即時計算。這些計算處理每顆衛星的 2000 多個相關器,從而計算出完整的即時卷積。在戶外使用時,它可以幾乎即時地捕捉訊號。室內空間的衰落會使常規 GPS 追蹤非常微弱,但這種新設計即使在訊號衰落的情況下也能實現持續整合。


為了最大限度地發揮室內GPS的定位效果,還需要進一步的措施。例如,必須在室內空間的屋頂上安裝天線。天線將放置在建築物的最高點,並與室內中繼器連接。這種連接將透過同軸饋線電纜傳輸訊號來實現。
中繼器充當室內環境中訊號的再輻射器。 GPS中繼器將即時GPS訊號從設施外部傳輸到室內。無論是普通建築還是設施,封閉空間都能提供即時天空視圖。此即時天空視圖使室內任何GPS接收器都能存取。




室內GPS面臨的主要挑戰基本上就是弱訊號處理。這項挑戰首先是訊號擷取,其次是多路徑效應,第三是強弱訊號交互作用。
取得: 可以從兩個維度搜尋輸入訊號,即碼延遲和多普勒頻率。搜尋過程涉及一個多普勒值,該值透過乘以衛星本地產生的CDMA碼進行下變頻。由於延遲會發生變化,因此該過程稱為“相關”。積分週期是指搜尋所針對的一組輸入訊號。當訊號較弱時,必須延長相關週期,以提高結果的訊號雜訊比。
多路徑: 在戶外使用 GPS 時,即使有,也只會輕微地感受到多路徑效應。多路徑效應是此效應的反射,是直接和原始視線訊號的較弱副本。在室內使用 GPS 時,這種情況會更加嚴重。在室內使用時,反射可能會非常強烈,甚至超過直接訊號。
弱/強訊號相互作用: 當接收器鎖定在互相關峰值或錯誤訊號上,而不是正確訊號的自相關峰值時,就會發生這種情況。如果直接捕捉強訊號並將其移除,然後再捕捉弱訊號,就可以避免這種情況。