室內 GPS

MOKOSmart 提供邊緣到邊緣的室內定位解決方案. 我們的設備集成了 BLE, 無線上網, 洛拉, 全球定位系統, 和信標以亞米級精度提供準確的定位和運動信息 2.5 厘米.

什麼是室內GPS?

GPS代表全球定位系統. 術語 GPS 已正確鏈接到其用戶的位置確定. 當有人向你提及 GPS 時, 你很可能會考慮誰或什麼被定位.

相似地, 室內 GPS 被定義為封閉空間中選定元素的位置 – 或大或小. 室內 GPS 跟踪有助於對設施或室內空間中標記單元的主動或被動位置監控.

本質上, 用於定位的室內 GPS 功能, 定時, 映射, 以及商場等室內空間的導航, 機場, 和其他設施.

產品

H2

室內導航信標

H2A

位置信標

M2

資產追踪信標

特徵

帶室內 GPS, 以下是一些可以預期的屬性. 這些功能使所有者能夠輕鬆執行多種功能. 有了這些可用, 用戶將能夠享受室內 GPS 帶來的眾多好處. 特點是;

  • 能夠離線訪問導航
  • 高電池省電能力
  • 觸手可及
  • 將您的個人數據保密
  • 可以很容易地被信標檢測到
  • 數據可保存持久
  • 準確率高
  • 可連續接收信號

優點

使用室內 GPS 模塊可以享受多種優勢. 這些優勢從功能到室內 GPS 精度為我們提供的絕對優勢各不相同. 下面重點介紹了其中一些優點;

  • 設施管理得到改善
  • 它提供了一個適合視障人士的友好版本
  • 可以更好地了解用戶和客戶
  • 可以使操作更高效
  • 提供非常準確的位置並最大限度地協調空間
  • 它是棘手的, 輕的, 和可擴展的
  • 便於實時監控
  • 對資產跟踪非常寶貴
  • 管理和事件安排方便
  • 可以使用WiFi

應用

當需要在其他功能中定位和管理資產位置時, 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功能,並且相當不准確. 這些空間包括機場, 停車場, 多層建築, 胡同, 和其他地下地點.
這就是室內 GPS 發揮作用的地方. 傳統 GPS 在室內效率不高的事實並不意味著在室內精確定位資產位置也不重要.

誰可以從室內 GPS 中受益?

廣闊的室內空間可能特別難以穿越 少談積極定位資產和個人. 即使在這些領域擁有多年經驗, 人們在許多這些空間中仍然被拋出並有時迷路的情況並不少見. 現在考慮成為訪客並嘗試在沒有萬無一失的系統幫助的情況下進行導航. 所以, 室內GPS對以下場所和功能的人有很大幫助;

室內跟踪技術的類型

室內跟踪技術因用戶偏好而異, 單位成本, 和安裝. 室內跟踪技術利用一系列設備來定位 GPS 和衛星技術不起作用的物體和人員. 室內跟踪解決方案具有尋路功能, 實時定位系統(實時定位系統), 第一響應者位置, 和庫存管理系統.

有許多跟踪技術各不相同,但有助於確定室內定位. 這些是;

基於藍牙的系統: 該技術是一種無線, 低功率, 和用於連接移動設備的高速鏈路. 它為短距離內的多個網絡設備提供無線連接.

超寬帶系統: 這些也稱為 UWB 系統. 他們能夠促進位置定位正確達 20 厘米或更小. 它們傳輸不會干擾其他頻譜的低功率信號. 它利用無線電頻譜中的一種特殊波,不同於警察或手機無線電.

射頻識別系統: 利用無線電波傳輸數據的 RFID 展台門射頻識別系統. 數據編碼在 RFID 智能標籤或標籤中, 這使它比條碼資產跟踪技術更具優勢.

紅外線系統: 在這個系統中, 一個不斷發射紅外信號的物體附著在被跟踪物體上. CPU 能夠使用三角測量和接收器的方向來計算發射信號的位置.

基於 WiFi 的系統: 這是一種可以使用 WiFi 跟踪位置的簡單方法. WiFi 標籤將信標數據傳輸到各種接入點. 之後, 位置服務器收集時間戳並將接入點數據和時間戳信息轉換為位置.

Zigbee技術: 這利用了 RSSI,它是“接收信號強度指示器”的縮寫。" Zigbee 無線傳感器技術採用 RSSI, 這使得它可以有效地確定室內定位和 LBS (基於位置的服務). 使用指紋數據庫可計算出個人在室內的位置.

信標技術: 該技術使用小型無線 BLE 發射器向附近的接收器發送信號. 有了這個系統, 可以準確輕鬆地確定基於位置的交互和定位.

超聲波技術: 該技術利用能夠跟踪發射體位置的超聲系統. 超聲波傳感器用於跟踪超聲波信號的位置.

GPS如何工作?

全球定位系統通過最初獲取用於計算位置的衛星信號來運行. 伴隨位置計算的頻率不確定性與觀測到的 GPS 信號相差約 ±4.2 kHz. Gps利用相關性來檢測信號. 碼延遲頻率錯誤的情況下,峰值信號不存在. 信號搜索是在不同的碼延遲和頻率上進行的, 被稱為垃圾箱.

在本質上, 接收器能夠在評估使用中的衛星與您之間的距離時確定位置. 為了確定您的位置 3 方面, 你至少需要 4 衛星. 您的位置是利用衛星中的原子鐘乘以信號速率獲得的. 一顆衛星決定時間信號速率, 而其中三顆衛星用於獲取 x, 和, 和 z 坐標.

相關術語, 來自繞地球軌道運行的衛星的信號被傳輸到大約 20,000 公里外的地球表面. 很明顯,由於距離, 自由空間損失會降低信號的功率電平. 這就是為什麼常規 GPS 信號在封閉或室內空間中不可靠的原因,因為信號損失仍然更大. 這就是為什麼將室內 GPS 中繼器用於 GPS 室內定位系統的原因.

天線

為了讓 GPS 正常工作, 需要一種特殊的天線. 用作接收器的傳統 GPS 天線是圓形的,用作極化微帶貼片. 它在 L1 頻段運行 1575 兆赫. 它很小, 由於基板材料的介電常數,尺寸為 25mm x 25mm (=r = 25). 本質上, 天線是一種導電金屬,當受到電磁波撞擊時會變得具有電活性.

集成系統

多個系統子組件的組合帶來了這個激活系統. 它包含追求 GPS 目標的不同電子設備, 例如讀取相關信號並篩選出不需要的信號. 以最基本的形式, 集成系統將包含一個信號解碼器, 過濾器, 和通信輸出.

通訊協議

系統必須能夠在其多個組件之間傳輸信息以實現目標. 所以, 制定了通信協議,以便多個實體參與 GPS. 通信協議通知終端系統或用戶. 一個例子是一個協議,它檢索包含信號質量的信息格式, 坐標, 和速度.

室內定位系統硬件

硬件 (物理組件) IPS 構成了整個室內 GPS 系統. 這些組件是:

定向 GPS 天線

就像之前在天線上所說的那樣, 這是從傳統的修補 GPS 中獲得的. 它由鋁錐形反射器組成,有助於增加方向或定位.

低噪聲放大器

IPS 的這個硬件組件使用了一些能夠降低噪音的低噪聲放大器.

室內損耗補償

當信號丟失時,這會派上用場, 併計算放大器在室內 GPS 系統中的作用.

全球網絡實施

這是 GPS 網絡在室內最佳運行的能力以及服務器的位置計算功能. GPS 衛星通常發送的數據可以由可用的接收器在衛星視線範圍內清楚地轉換. GPS 星座目前具有許多 28 在軌衛星. 獲取所有實時數據, 接收者只需要看到所有 28 同時在軌的衛星.

去做這個, 最便宜和最有效的方法是訪問具有 GPS 參考站的全球網絡. 這些 GPS 參考站充當到服務器的數據管道. 該網絡可以從任何地方處理可能需要它的任何數量的 A-GPS 設備. Mokosmart 開發並實施了這個網絡.

使該網絡和服務器具有創新性的是:它構成了一個完全冗餘的網絡,站點遍布全球. 這是為了讓每個 GPS 服務器都 “看過” 在任何給定時間至少有兩個不同的站點.

有了這個系統, 服務器將需要更少的衛星測量來完全計算位置. 這是由全球地形模型完成的, 即使在起伏的地形中也有助於提高準確性. 它利用具有多達 10 億個網格的離散點,可提供高達 18 米高.

由於 GPS 偽距測量,服務器不需要精確的 GPS 時間標籤來計算位置. 它也可以在任何設備上運行, 與製造商無關.

室內 GPS 硬件處理方法

這是一種新穎的室內 GPS 方法,它利用 GPS 信號在各種可能的代碼延遲上運行的實時卷積. 這是如何運作的? 傳統的 GPS 接收器一次只能監控一個芯片是否有可能的代碼延遲. 接收器必須掃描, 然後在開始跟踪之前獲取信號.
這種新設計不需要單獨的跟踪和採集階段,因為它執行實時計算. 這些計算過程超過 2000 每顆衛星的相關器, 使它計算一個完整的, 實時卷積. 在戶外使用時, 它可以以幾乎瞬時的方式獲取信號. 室內空間的衰落使常規 GPS 跟踪非常弱, 但是這種新設計即使在信號衰落的情況下也能實現持續集成.

室內 GPS 硬件處理方法

應採取進一步措施以充分利用室內 GPS 以獲得結果. 例如, 天線必須放置在室內空間的屋頂上. 建築物的最高點將固定天線, 這將連接到室內中繼器. 通過使用用於傳輸信號的同軸饋線電纜,可以實現這種連接.

中繼器作為室內環境中信號的再輻射器. GPS 中繼器將實時 GPS 信號從設施外部傳輸到內部. 無論是普通建築還是設施; 封閉的空間將能夠提供實時的天空視圖. 此實時天空視圖將使環境中的任何 GPS 接收器都可以訪問室內.

室內 GPS 硬件處理方法

基本上,室內 GPS 面臨的主要挑戰之一是, 它是弱信號處理. 這一挑戰的第一個方面是收購, 第二個是多路徑, 第三個是弱/強信號交互.

獲得: 可以在需要代碼延遲和多普勒頻率的二維中搜索輸入信號. 搜索涉及多普勒值,該值通過乘以本地生成的衛星 CDMA 代碼進行下變頻. 延遲不一樣; 因此這個過程被稱為 “相關。” 積分週期是執行搜索的輸入信號組. 信號弱時, 必須延長相關週期,以提高結果的信噪比.

多徑: 使用室外 GPS 時, 多徑只是輕微體驗, 如果有的話. 多徑是該產品的反映, 直接和原始視線信號的較弱副本. 在室內使用 GPS 時,這種情況會變得更糟. 在室內使用時,反射可能非常糟糕,以至於超過了直接信號.

弱/強信號相互作用: 當接收器鎖定互相關峰值或錯誤信號而不是正確信號的自相關峰值時,就會發生這種情況. 如果在隨後獲取弱信號之前直接獲取並去除強信號,則可以避免這種情況.