主頁（http://www.by236.com）：熱點：室內定位技術趨勢展望

人們日常生活近80%是在室內。近年來，室內定位與位置服務技術獲得了技術界和產業界的極大關注，并呈現出巨大的市場發展潛力。據市場研究公司 ABI 最近發布的一份報告，到2017年，全球室內定位直接市場規模將達到50億美元，關聯產業空間巨大。

然而與室外基于北斗/GPS定位、導航應用相比，目前面向大眾的室內定位應用還未有規模化推廣應用的系統成功案列，存在所謂的“最后一步”問題。那么室內定位應用到底難在哪？

眾所周知，由于建筑遮擋，用于定位的衛星信號在室內很難被接收。室內的結構多樣性和復雜性帶來嚴重的多徑效應、信號衰落及信號噪聲等問題。這些問題都給室內定位技術帶來了挑戰。

當前的主流室內定位方法都存在著各種各樣的問題，例如：

超寬帶 (UWB)：功率受限、成本高、普及率低；

RFID: 需海量布署、普及率低；

MEMS: 易產生累積誤差，一般只用作高精度室內定位的補充和增強手段；

偽衛星: 存在干擾/法規、需布設專用基站、僅適用于專用終端等問題。

另外，普及率相對較高的藍牙、WiFi場強匹配定位，如蘋果公司推出的iBeacon，也存在著難以實現高精度（普遍精度5-8米）、熱點覆蓋不連續、維護工作量巨大等問題。

表1給出了目前普遍使用的定位技術。從表格中列出的各項技術評估要素中可以看出，各項室內定位技術各有利弊，基本結論是：現有的基于單一定位技術的室內定位解決方案難以滿足大規模的實際應用需求。

表1 常用室內定位技術匯總表

相比之下，移動通信網絡具備室內定位的多種優勢：一是移動通信網的無縫覆蓋使定位連續性好；二是適用于普通移動智能終端；同時，終端的普及率、滲透率高，到2020年，全球手機用戶數將達到65億。未來幾年室內定位技術將日趨成熟，基于下一代移動通信網絡 (5G)將在2018年開始運營且定位精度達到亞米級。從標準化程度、應用對象、部署與應用成本、發展潛力等方面判斷基于通信通信網絡的室內定位是未來的主流趨勢，能覆蓋普遍的應用群體。

與此同時，利用環境中存在的無線信號如WiFi、藍牙等信號，即融合不同體制的定位信號源，并結合用戶的運動特征，采用室內特征匹配等關鍵技術，實現復雜環境中的智能混合定位，是解決結構復雜的室內場景的有效途徑。

復雜室內環境中的多徑和非直達波是高精度室內定位面臨的主要挑戰。但是，5G大帶寬、多天線、密集組網的技術特性為高精度室內定位提供了有利條件，使得高精度定位成為可能。一方面，為提高通信傳輸速率和系統容量，5G將采用MassiveMIMO技術，基站配置的天線數量成倍增加，為高精度角度測量提供了有利支撐。另一方面，5G將使用更大的頻率帶寬，為高精度距離測量提供了有利支撐。再者，密集組網情況下基站密度顯著提高，用戶信號通常可被多個基站接收到，有利于多基站協作實現高精度定位。

在5G室內定位研究方面，上海交通大學北斗導航與位置服務實驗室與華為公司開展了深入技術合作，預期通過兩到三年的技術攻關，實現亞米級的定位精度。華為公司作為5G技術的主要貢獻者，是5G定位標準70%提案的貢獻者。目前，華為LampSite室內覆蓋解決方案已實現優于2米的定位精度。

在融合定位方面，需要對不同特性的信號源（光電磁氣等）進行采集融合，并且這些信號源所表示的信號結構各異，比如有相對位置的輸出或絕對位置的輸出，有距離輸出，還有角度輸出等，這些都給融合定位帶來了困難。融合定位方法除需要對多源異質、異構的信號進行處理外，還需要解決這些信號之間的同步問題。為此需要考慮建立基于傳感器誤差、環境特征、載體運動特征等模型，建立信號環境特征庫，采用因子圖及擴展卡爾曼濾波、粒子濾波、自適應特征匹配等算法，并利用地圖等先驗信息，實現面向不同環境、不同應用場景、不同載體終端的智能定位。

北斗導航與位置服務實驗室與高德地圖公司在行人航跡推算、室內多源融合導航、群智信號地圖更新方面進行了深入交流與合作，將基于智能手機的室內定位精度由3-5m提高到1m。高德公司擁有國內規模最大的室內地圖數據庫，目前，高德室內外一體化地圖已經上線運行，憑借良好的用戶體驗，日用戶訪問量達千萬級。

綜上所述，以5G通信基站定位為通用支撐，以智能融合定位應用為關鍵的“通用主導、多源融合”技術路線，符合技術發展的趨勢，具有實效性和前瞻性。可以預料，隨著下一代移動通信網絡技術與智能融合導航技術的發展，室內定位應用將迎來規模化、大眾化應用時代！人們將享有室內外無縫的高精度位置服務，一機在手，識途無憂。

上海交通大學北斗導航與位置服務重點實驗室介紹

”上海市北斗導航與位置服務重點實驗室“于2009年6月開始籌建，2011年12月正式成立，是部市共建重點實驗室。實驗室致力于解決北斗導航與位置服務中的基礎理論與核心技術問題，探索導航定位新概念、新方法和新技術，促進我國導航定位與位置服務技術的研究、發展與應用；同時，實驗室與產業界緊密結合，致力于解決導航與位置服務新興產業發展中的工程關鍵技術問題，推動我國導航位置服務產業發展。實驗室設四個技術研究方向：1）新概念定位導航與信號體制；2）融合導航技術；3）低功耗導航定位SoC技術；4）位置信息處理與空間行為分析。實驗室的發展目標是成為國際知名、國內頂尖的導航與位置服務基礎研究、技術研發和人才培養基地。