随着定位相关技术的不断发展，无线移动定位也在逐渐的改进。从早期的起源蜂窝小区定位到如今的AGPS定位，定位速度和精度都得到了不同程度的提升。移动定位技术按其实现的功能主体的不同可以分为三类，分别为基于终端的移动定位、基于网络的移动定位以及混合移动定位。

1.GPS移动定位

GPS可以在全球范围内实现全天候、实时地为用户连续提供精确的位置、速度和时间的信息。作为一个世界范围的无线导航系统，GPS的工作卫星共有24（21+3）颗，每颗卫星连续发射数字伪随机码信号，均匀分布在倾角为55度的6个轨道上，各轨道升交点（与赤道交点）之间的角距为60度角，每个轨道分布4颗卫星，相邻轨道之间的卫星还要彼此叉开40度角，以保证全球均匀覆盖的要求。GPS卫星定位系统可以提供准确的三维位置、三维速度和精确的时间信息。

2.COO（Cell of Origin）定位技术

起源蜂窝小区（COO）定位技术是最简单的一种定位方式，它根据移动台所处的小区ID号来确定用户的位置。移动台在当前小区注册后，在系统的数据库中就会有相对应的小区ID号。只要系统能够把该小区基站设置的中心位置（在当地地图中的位置）和小区的覆盖半径广播给小区范围内的所有移动台，这些移动台就能知道它处在什么地方，查询数据库即可获取移动台的位置。

3.AOA（Arrival of Angle）定位技术

简单地说，AOA定位技术测量的是BTS（基站）和MS（移动台）之间信号到达的角度，根据信号到达的角度，可以确定MS相对于BTS的角度关系。只要测量一个MS距2个BTS的信号的到达角度，就可得到从BTS到MS的轨迹直线，两条直线的交点自然就是MS的位置（图8-7）。

图8-7　AOA定位原理图

4.TOA（Time of Arrival）抵达时间定位

TOA方法是基于测量信号从移动台（MS）发送出去和到达消息测量单元（三个或更多）的时间来测量的。因为电磁波以恒速传播，信号的传播的距离与传播的时间成正比，所以只要知道测量基站与移动台之间的信号传播时间，就可以得到它们的间距。这样，基站位置在已知的情况下，移动台的位置就可以被求出。与EOTD类似，TOA也通过计算信号从移动设备到3个基站的传输时间差来获得位置信息的。不同的是，TOA系统中没有使用位置测量单元，而是通过与在基站上安装了GPS或原子钟的无线网络的同步来实现（图8-8）。

图8-8　TOA定位原理图

5.TDOA（Time Difference of Arrival）抵达时间差异定位技术

TDOA定位的值是根据一对TOA相减而得来的，这样，移动台的位置信息可以由双曲线的三角测量得出。与TA和OTD以移动终端为主进行时差测定的方法不同，它是根据在不同基站所接收到的同一移动终端信号在传播路径上的时延差异实现终端定位的。在该方法中，处于不同位置的多个基站同时接收由移动终端发出的普通信息分组（Normal Burst）或随机接入分组（Random Access Burst），各基站将接收到的上述分组的时间信息传送到移动终端定位中心（MLC），MLC根据信号的抵达时间差异（TDOA）完成端位置测算（图8-9）。

6.EOTD（Enhanced Observed Time Difference）增强型观测时间差定位

图8-9　TDOA定位原理图

EOTD定位技术是基于OTD定位技术发展出来的技术。它需要用到通过两个BTS信号到达一个MS时间差。其测量可以由手机完成而不需要增加任何硬件设备。OTD的测量方法可以用于同步、一般和伪同步网络中，在同步网络中，MS测量多个BTS信号的相对到达时间来进行定位计算；而在不同步网络中，还需要一个位置测量单元（LMU）MS的位置信息通过测量BTS发送给MS信号的地理时间延迟来推算。当多个BTS的传输帧（bursts）不同步时，网络需要不同基站间的实际时间差，以得到正确的三角测量。对于非同步BTS系统的OTD测量，其中所用的RTD还需最少3个在地理位置上独立的BTS，如果所有的信息在MS里可用，在本地网络的手机自己就可以完成所有的计算，所以该算法会由现有的手机辅助测量过渡到由手机自己进行。

7.AGPS（Assist GPS）采用GPS直接对移动台定位，首次定位可能需要10分钟左右的时间(www.daowen.com)

图8-10　A-GPS原理图

为了克服GPS的缺点，出现了辅助GPS定位法（AGPS），通过传输一些辅助数据，可以大大缩小代码搜索窗口和频率搜索窗口，使得定位时间降至几秒钟。AGPS定位法的基本思想是在覆盖区域内布置静止的服务器以辅助移动接收器接收GPS信号。实际上，服务器就是静止的GPS接收器，通过辅助器将卫星的微弱信号传送至移动台来增强移动GPS接收器的能力。AGPS定位法是一种基于终端的定位技术。其优点在于网络改动少，移动网络基本不用增加其他设备，网络投资少，受到网络运营商的青睐；而且由于采用了GPS系统，定位精度较高（图8-10）。

8.各种定位精度的比较

鉴于各种定位方式在原理上区别较大，所以它们之间的精度也有较大的差别，图8-11直观地表示了各种定位方式的精度比较。

图8-11　定位精度比较

9.室内无线局域网定位

室内也同样存在着许多重要而广泛的基于位置服务的需求，如人员、资产管理，超市、商场便利服务，火灾救援指挥，突发事件处理和疏导，老人、儿童应急救助服务等。无线局域网定位技术根据定位中所使用的传感器类型的不同，分为以下几种：

①红外线定位：红外线IR标识发射调制的红外射线，通过室内光学传感器接收并进行定位。虽然红外线室内定位精度较高，但由于光线不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播。另外，当标识放在口袋里、遇到墙壁阻隔或其他遮挡物时，可能导致无法正常工作，从而需要在每个房间、走廊安装接收天线。因此，红外线仅适合短距离视距传播，且容易被灯光等干扰，在定位精度上有较大的局限性。

②超声波定位：采用反射式测距法，通过三角定位等算法确定物体位置。定位系统由若干应答器和一个主测距器组成，主测距器放置在被测物体上，在微机指令信号的作用下向应答器发射同频率无线电信号，应答器接收到信号后同时向主测距器发射超声波信号，测量得到主测距器与各应答器之间的距离。当同时有3个或3个以上不在同一直线上的应答器作出回应时，即可计算确定出被测物体的坐标位置。超声波定位能达到的整体定位精度较高，系统结构简单，但超声波受多径效应和非视距传播的影响很大，同时需要大量的底层硬件设施投资，成本很高。

③蓝牙（Bluetooth）技术：作为一种短距离低功耗的无线传播技术，设备体积小，易于集成在PDA、PC以及手机中，很容易推广普及。实际上，它也可以通过测量信号强度进行定位。在室内安装适当的蓝牙局域网接入点，把网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，并保证接入端始终是主设备，就可以测量得到用户的位置信息。蓝牙技术主要应用于小范围定位，且信号传输不受视距影响。但蓝牙器件和设备的价格比较昂贵，且系统稳定性稍差、受噪声信号干扰大。

④射频识别技术（RFID）：一种以RF无线电波辨别物体的自动辨别技术，利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别和定位的目的。主要原理是利用读取器（Reader）发送无线电波信号并植入或贴在物体上的电子标识中，进行无线信号的识别和收集。这种技术作用距离短，一般为十几米。但是，可以在几毫秒内得到厘米级定位精度，且具有传输范围大、成本较低、非接触、非视距等优点。RFID已广泛应用于超市、仓库货物管理和销售等场合。

⑤WiFi技术：WiFi技术是无线局域网系列标准之IEEE802.11的一种定位解决方案，由WiFi联盟所持有。该系统采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，易于安装，需要较少的热点，能采用相同的底层无线网络结构，系统总精度高，主要用于网线宽带与通信领域，将个人电脑、手持设备等终端以无线方式互相连接、进行信息交互。在定位领域，它主要应用于小范围的室内定位，成本较低。但无论是室内还是室外，WiFi接发器都只能覆盖半径90m以内的区域，且很容易受到其他信号的干扰，从而影响精度，定位器的能耗也较高。

⑥ZigBee技术：ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，介于射频识别和蓝牙之间，也可以实现用户的室内定位。它有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调通信以实现定位。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以通信效率非常高，技术特点是低功率和低成本。

⑦室内主要定位算法：典型室内定位模型可以分为三种基本类型，如图8-12所示，基于临近关系的定位从原理上类似于室外移动基站的COO定位，通过标识系统的辅助，以唯一标识的方式确定终端位置。基于三角关系的定位类似于AOA、TOA及TDOA定位方法，根据测量得到的物理量，利用几何三角关系计算被测物体的位置。然而，由于室内环境的复杂性与多变性，这两类方法均存在着较大的局限性。

图8-12　室内定位技术分类