手机定位考勤悄然兴起——基站多方式定位应用越来越广

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【文章来源：效率源科技（微信号）】微信号：xiaolvyuantech


编者按：在“手机定位20—7期”中，数据恢复四川省重点实验室学术委员会副主任、原某研究所信息安全技术高级工程师王宁老师详细介绍了基站多点测算定位技术（TOA到达时间定位、TDOA到达时间差定位、OTDOA可观察到达时间差定位、AFLT高级前向链接三边测量定位）原理及应用。本期王宁老师将为我们讲解到AOA基站达角度定位、基于场强的定位和多方式定位。
新闻回放：微信定位考勤让外勤打卡不再难
       据中国新闻网报道，最近的西安市民王女士遇到了一件新鲜事，她所在的公司推出了一项新举措：员工可以通过微信定位的方式进行打卡。王女士说：“在微信里面打开相关的公众平台之后，就会自动弹出让你签到，当你定位的时候就会显示出来你的工作区域范围。这样子的记考勤方式比较方便，大伙不用再挤着去打指纹机，而对于自己这样经常出外勤的员工而言，也省去了专程为了打卡再往单位跑。”

【 员工利用微信进行定位签到】

专业解读：微信定位考勤背后的基站多方式定位
       微信为什么也能进行定位考勤？其实它与手机里众多需要定位的软件一样，都会用到基站多方定位。当你一打开手机消费软件，你所在城市的商品或消费商家会立刻展示出来，速度很快，因为它只通过单基站定位知道你在哪个城市就可以；接下来你要查找附近的具体哪家消费场所，软件就需要综合采用基站单点定位、基站多点测算定位、三角定位、差分定位等方法来确定你的详细位置，这就是我们所说的基站多方式定位。
        在介绍基站多方式之前，我们先介绍一下除基站单点定位（20-6期）和基站多点测算定位（20-7期）之外的另两种定位方式：AOA到达角度定位和基于场强的定位。
AOA到达角度定位：利用双基站进行定位
        AOA(Angle of Arrival)到达角度定位,是一种双基站定位的方法，基于信号的入射角度进行定位。如下图所示，知道了基站1到设备之间连线与基准方向的夹角α1，就可以画出一条射线L1；同样知道了基站2到设备之间连线与基准方向的夹角α2，就可以画出一条射线L2。那么L1月L2的交点就是设备的位置,这就是AOA定位的基本数学原理。AOA定位通过两直线相交确定位置，不可能有多个交点，避免了定位的模糊性。但是为了测量电磁波的入射角度，接收机必须配备方向性强的天线阵列。

【到达角度定位示意图】

基于场强的定位：算法简单，精度不高
       基于场强的定位是通过测出接收到的信号场强和已知的信道衰落模型及发射信号的场强值估计收发信短的距离，根据三个距离值就可以得到设备的位置。从数学模型上看，和TOA算法类似，只是获取距离的方式不同。场强算法虽然简单，但是由于多径效应的影响，定位精度较差。

【 基于场强的定位示意图】

基站多方式定位：根据需求综合多种方式进行定位
       基站多方式定位，顾名思义就是同时使用两种以上的定位方法来进行定位，通过各种定位方法之间结合使用、取长补短，以达到更高的定位精度。
       手机任何一种涉及地理定位的应用都是根据自己的功能需求来采取不同的定位方式。就基站定位技术来说，有些定位精度要求不高的应用只用COO蜂窝小区一种方式就可以了，也就是说定位到手机当前连接的蜂窝基站的位置甚至只知道哪个城市就足够了，例如天气预报、物流追踪、新闻类网站等应用就是如此。还有的应用在不同的应用场景下综合采用不同的定位方式。比如消费类、交友类软件，通过基站单点定位就知道你所在的城市，但要找到下面具体的商家或者人的位置，就需要综合采用基站单点定位、基站多点测算定位、AOA到达角度定位、基于场强的定位等等。所需的时间将会显著增加，有的会出现等待画面（如下图所示），有的软件甚至还会要求你打开GPS或WiFi来精确定位。

【手机定位出现等待画面】

小结：本期文章详细介绍了AOA基站达角度定位、基于场强的定位和多方式定位。关于LBS基站定位的方式已经通过3期内容（20-6期：基站单点定位、20-7期：基站多点测算定位和本期）全部讲完。在下一期的文章中，将开始讲解手机WIFI定位的原理及方式，敬请期待！