基于TDOA的室内定位系统概述

基于TDOA的室内定位系统概述

作者：田书豪 2017200505009

现实问题：

在日常生活中，我们时常需要对物件或者人进行定位查询。但是建筑物内往往因为结构复杂，干扰物多，空间狭小等因素，难以通过摄像头，传感器等检测装置来确定。并且在某些情况下需要对检测物体或者人进行持续的定位查询。

解决方案：

利用无线电可以穿透物体，可传递信息并且传输速度快等特点。使用可以发射和接受无线电信号的基站和传输器来交互信息。再运用TDOA（time difference of arrival，到达时间差）方法对室内检测物体进行较高精度的定位。

实现原理：

TDOA是一种利用时间差进行定位的方法。通过测量信号到达监测站的时间，来确定信号之间的距离。
d=(v1v2t)/(v1-v2)

再利用信号源到多个监测站的距离，如采用三个不同的基站可以测到两个TDOA，移动站位于两个TDOA决定的双曲线的交点上。

日常生活中往往需要物体的三维坐标来进行定位，所以需要在X，Y，Z三个维度上安装监测站来获取多个维度的距离信息，以此来综合计算得出物体或者人在建筑物内的坐标。

运用案例：

1.对医院病人或监狱犯人进行实时追踪。

2 . 对工厂或公司员工进行人员调动和检测。

3 . 对室内物体进行位置定位，方便找寻和整理。

4 . 对汽车，库存物件的位置确定，方便管理，提高效率。

优势：

1.视距条件下，通过 TDOA 技术的求得的距离值的测量精度较为准确。
2.系统复杂度较低，只需配置监测天线和接收机等基础设施设备。

缺陷：

1 . 该方法对硬件设施要求比较高，而且要克服回声干扰和空气湿度、温度对信号传播速度的影响。
2. 如果中间有障碍物或者通过反射到达，会导致接受的时间延长，从而使得测得的距离变大。