室内GPS

MOKOSmart 提供边缘到边缘的室内定位解决方案. 我们的设备集成了 BLE, 无线上网, 劳拉, 全球定位系统, 和信标以亚米级精度提供准确的定位和运动信息 2.5 厘米.

什么是室内GPS?

GPS代表全球定位系统. 术语 GPS 已正确链接到其用户的位置确定. 当有人向你提及 GPS 时, 你很可能会考虑谁或什么被定位.

相似地, 室内 GPS 被定义为封闭空间中选定元素的位置 – 或大或小. 室内 GPS 跟踪有助于对设施或室内空间中标记单元的主动或被动位置监控.

本质上, 用于定位的室内 GPS 功能, 定时, 映射, 以及商场等室内空间的导航, 机场, 和其他设施.

产品

H2

室内导航信标

H2A

定位信标

M2

资产追踪信标

特征

带室内 GPS, 以下是一些可以预期的属性. 这些功能为业主提供了轻松执行多种功能的能力. 有了这些可用, 用户将能够享受室内 GPS 带来的众多好处. 特点是;

  • 能够离线访问导航
  • 高电池省电能力
  • 触手可及
  • 将您的个人数据保密
  • 可以很容易地被信标检测到
  • 数据可保存持久
  • 准确率高
  • 可连续接收信号

优点

使用室内 GPS 模块可以享受多种优势. 这些优势从功能到室内 GPS 精度为我们提供的绝对优势各不相同. 下面重点介绍了其中一些优点;

  • 设施管理得到改善
  • 它提供了一个适合视障人士的友好版本
  • 可以更好地了解用户和客户
  • 可以使操作更高效
  • 提供非常准确的位置并最大限度地协调空间
  • 它是棘手的, 轻的, 和可扩展的
  • 便于实时监控
  • 对资产跟踪非常宝贵
  • 管理和事件安排方便
  • 可以使用WiFi

应用

当需要在其他功能中定位和管理资产位置时, 室内 GPS 中继器非常有用. 我们知道,传统的卫星技术和 GPS 在封闭空间中无法发挥最佳功能,并且相当不准确. 这些空间包括机场, 停车场, 多层建筑, 胡同, 和其他地下地点.
这就是室内 GPS 发挥作用的地方. 传统 GPS 在室内效率不高的事实并不意味着在室内精确定位资产位置也不重要.

谁可以从室内 GPS 中受益?

广阔的室内空间可能特别难以穿越 少谈积极定位资产和个人. 即使在这些领域拥有多年经验, 人们在许多这些空间中仍然被抛出并有时迷路的情况并不少见. 现在考虑成为访客并尝试在没有万无一失的系统帮助的情况下进行导航. 因此, 室内GPS对以下场所和功能的人有很大帮助;

室内跟踪技术的类型

室内跟踪技术因用户偏好而异, 单位成本, 和安装. 室内跟踪技术利用一系列设备来定位 GPS 和卫星技术不起作用的物体和人员. 室内跟踪解决方案具有寻路功能, 实时定位系统(实时TLS), 第一响应者位置, 和库存管理系统.

有许多跟踪技术各不相同,但有助于确定室内定位. 这些是;

基于蓝牙的系统: 该技术是一种无线, 低功率, 和用于连接移动设备的高速链路. 它为短距离内的多个网络设备提供无线连接.

超宽带系统: 这些也称为 UWB 系统. 他们能够促进位置定位正确高达 20 厘米或更小. 它们传输不会干扰其他频谱的低功率信号. 它利用无线电频谱中与警察或手机无线电不同的特殊波.

射频识别系统: 利用无线电波传输数据的 RFID 展台门射频识别系统. 数据编码在 RFID 智能标签或标签中, 这使它比条码资产跟踪技术更具优势.

红外线系统: 在这个系统中, 一个不断发射红外信号的物体附着在被跟踪物体上. CPU 能够使用三角测量和接收器的方向来计算发射信号的位置.

基于 WiFi 的系统: 这是一种可以使用 WiFi 跟踪位置的简单方法. WiFi 标签将信标数据传输到各种接入点. 之后, 位置服务器收集时间戳并将接入点数据和时间戳信息转换为位置.

Zigbee技术: 这利用了 RSSI,它是“接收信号强度指示器”的缩写。" Zigbee 无线传感器技术采用 RSSI, 这使得它可以有效地确定室内定位和 LBS (基于位置的服务). 使用指纹数据库可以计算出个人在室内的位置.

信标技术: 该技术使用小型无线 BLE 发射器向附近的接收器发送信号. 有了这个系统, 可以准确轻松地确定基于位置的交互和定位.

超声技术: 该技术利用能够跟踪发射体位置的超声系统. 超声波传感器用于跟踪超声波信号的位置.

GPS如何工作?

全球定位系统通过最初获取用于计算位置的卫星信号来运行. 伴随位置计算的频率不确定性与观测到的 GPS 信号相差约 ±4.2 kHz. Gps 利用相关性来检测信号. 码延迟频率错误的情况下,峰值信号不存在. 信号搜索是在不同的码延迟和频率上进行的, 被称为垃圾箱.

在本质上, 接收器能够在评估使用中的卫星与您之间的距离时确定位置. 为了确定您的位置 3 方面, 你至少需要 4 卫星. 您的位置是利用卫星中的原子钟乘以信号速率获得的. 一颗卫星决定时间信号速率, 而其中三颗卫星用于获取 x, 和, 和 z 坐标.

相关术语, 来自绕地球轨道运行的卫星的信号被传输到大约 20,000 公里外的地球表面. 很明显,由于距离, 自由空间损失会降低信号的功率电平. 这就是为什么常规 GPS 信号在封闭或室内空间中不可靠的原因,因为信号损失仍然更大. 这就是为什么将室内 GPS 中继器用于 GPS 室内定位系统的原因.

天线

为了让 GPS 正常工作, 需要一种特殊的天线. 用作接收器的传统 GPS 天线是圆形的,用作极化微带贴片. 它在 L1 频段运行 1575 兆赫. 它很小, 由于基板材料的介电常数,尺寸为 25mm x 25mm (=r = 25). 本质上, 天线是一种导电金属,当受到电磁波撞击时会变得具有电活性.

集成系统

多个系统子组件的组合带来了激活系统. 它包含追求 GPS 目标的不同电子设备, 例如读取相关信号并筛选出不需要的信号. 以最基本的形式, 集成系统将包含一个信号解码器, 过滤器, 和通信输出.

通讯协议

系统必须能够在其多个组件之间传输信息以实现目标. 因此, 制定了通信协议,以便多个实体参与 GPS. 通信协议通知终端系统或用户. 一个例子是一个协议,它检索包含信号质量的信息格式, 坐标, 和速度.

室内定位系统硬件

硬件 (物理组件) IPS 构成了整个室内 GPS 系统. 这些组件是:

定向 GPS 天线

就像之前在天线上所说的那样, 这是从传统的修补 GPS 获得的. 它由铝锥形反射器组成,有助于增加方向或定位.

低噪声放大器

IPS 的这个硬件组件使用了一些能够降低噪音的低噪声放大器.

室内损耗补偿

当信号丢失时,这会派上用场, 并计算放大器在室内 GPS 系统中的作用.

全球网络实施

这是 GPS 网络在室内最佳运行的能力以及服务器的位置计算功能. GPS 卫星通常发送的数据可以在卫星的视线范围内由可用的接收器清楚地转换. GPS 星座目前具有许多 28 在轨卫星. 获取所有实时数据, 接收者只需要看到所有 28 同时在轨的卫星.

去做这个, 最便宜和最有效的方法是访问具有 GPS 参考站的全球网络. 这些 GPS 参考站充当到服务器的数据管道. 该网络可以从任何地方处理可能需要它的任何数量的 A-GPS 设备. Mokosmart 开发并实施了这个网络.

使该网络和服务器具有创新性的是:它构成了一个完全冗余的网络,站点遍布全球. 这是为了让每个 GPS 服务器都 “看过” 在任何给定时间至少有两个不同的站点.

有了这个系统, 服务器将需要更少的卫星测量来完全计算位置. 这是由全球地形模型完成的, 即使在起伏的地形中也有助于提高准确性. 它利用具有多达 10 亿个网格的离散点,可提供高达 18 高度米.

由于 GPS 伪距测量,服务器不需要精确的 GPS 时间标签来计算位置. 它也可以在任何设备上运行, 与制造商无关.

室内 GPS 硬件处理方法

这是一种新颖的室内 GPS 方法,它利用 GPS 信号在各种可能的代码延迟上运行的实时卷积. 这是如何运作的? 传统的 GPS 接收器一次只能监控一个芯片是否有可能的代码延迟. 接收器必须扫描, 然后在开始跟踪之前获取信号.
这种新设计不需要单独的跟踪和采集阶段,因为它执行实时计算. 这些计算过程 2000 每颗卫星的相关器, 使它计算一个完整的, 实时卷积. 在户外使用时, 它可以以几乎瞬时的方式获取信号. 室内空间的衰落使常规 GPS 跟踪非常弱, 但这种新设计即使在信号衰落的情况下也能实现持续集成.

室内 GPS 硬件处理方法

应采取进一步措施以充分利用室内 GPS 以获得结果. 例如, 天线必须放置在室内空间的屋顶上. 建筑物的最高点将固定天线, 它将连接到室内中继器. 这种连接将通过使用用于传输信号的同轴馈线电缆来实现.

中继器作为室内环境中信号的再辐射器. GPS 中继器将实时 GPS 信号从设施外部传输到内部. 无论是普通建筑还是设施; 封闭的空间将能够提供实时的天空视图. 此实时天空视图将使环境中的任何 GPS 接收器都可以访问室内.

室内 GPS 硬件处理方法

室内 GPS 基本上面临着一个主要挑战, 它是弱信号处理. 这一挑战的第一个方面是收购, 第二个是多路径, 第三个是弱/强信号交互.

获得: 可以在需要代码延迟和多普勒频率的二维中搜索输入信号. 搜索涉及多普勒值,该值通过乘以本地生成的卫星 CDMA 代码进行下变频. 延迟不一样; 因此这个过程被称为 “相关。” 积分周期是执行搜索的输入信号组. 当信号微弱时, 必须延长相关周期,以提高结果的信噪比.

多径: 使用室外 GPS 时, 多径只是轻微体验, 如果有的话. 多径是该产品的反映, 直接和原始视线信号的较弱副本. 当 GPS 在室内使用时,这种情况会变得更糟. 在室内使用时,反射可能非常糟糕,以至于超过了直接信号.

弱/强信号相互作用: 这是当接收器锁定互相关峰值或错误信号而不是正确信号的自相关峰值时发生的情况. 如果在随后获取弱信号之前直接获取并去除强信号,则可以避免这种情况.