在物联网发展的今天,定位技术是如何在苹果公司的iPhone手机中应用的?

苹果公司2010年度优秀应用设计大奖得主是一款名为星空漫步（star walker）的天文软件，当用户在夜晚将iPhone手机高高举起面向星空后，可以将真实的夜空与软件模拟的星空重叠在手机屏幕上，从而认识夜空中的星辰和星座。为了实现这一功能，星空漫步软件不仅要知道你当前所处的位置（经纬度），还要知道当前手机屏幕的朝向与倾斜角度，这样才能根据上述信息从数据库中调出对应视角的星空图案来帮助用户认识星座。前者可以通过全球定位系统（ GPS ， Global Positioning System）技术来实现，后者可以通过位置传感器来实现。

顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。在物联网应用中有三项关键技术传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”

UWB定位：超宽带（UWB)定位技术是一种全新的、与传统通信定位技术有极大差异的新技术。它利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点，与新加入的盲节点进行通讯，并利用TDOA定位算法，通过测量出不同基站与移动终端的传输时延差来进行定位。

UWB定位的主要优势有，低功耗、对信道衰落（如多径、非视距等信道）不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强（能在穿透一堵砖墙的环境进行定位），具有很高的定位准确度和定位精度。

但它也有它的局限性所在，首先就是它需要在每个定位区块架设定位基站，对于复杂的行业环境来说，成本极高。同时大部分的应用场景并不需要那么高的定位精度，这也是为什么UWB定位技术精准度很高，但在实际场景中应用并不多的原因。

室内定位根据定位技术的不同分为十大类：WiFi定位、RFID定位、红外定位、超声波定位、蓝牙定位、惯性导航定位、超宽带(UWB)定位、LED可见光定位、地磁定位、视觉定位。其中蓝牙定位和超宽带（UWB）定位是最符合时下物联网室内定位需求的。SKYLAB也有推出基于蓝牙米级室内定位方案和基于UWB超宽带技术的厘米级室内定位方案，为不同行业的室内定位需求贡献了诸多行之有效的位置服务方案。

蓝牙定位：蓝牙定位基于RSSI（Received Signal Strength Indication，信号场强指示）定位原理。根据定位端的不同，蓝牙定位方式分为网络侧定位和终端侧定位。网络侧定位系统由终端（手机等带低功耗蓝牙的终端）、蓝牙Beacon节点，蓝牙网关，无线局域网及后端数据服务器构成。终端侧定位系统由终端设备（如嵌入SDK软件包的手机）和Beacon组成。蓝牙定位的优势在于实现简单，终端侧定位一般用于室内定位导航，精准位置营销等用户终端；而网络侧定位主要用于人员跟踪定位，资产定位及客流分析等情境之中。

以下回答仅供参考：
智能环境监测应该使用了一下物联网技术
1
传感器技术，对环境的监测都会涉及到传感器，比如监测大气、水质、土壤、污染、漂浮物颗粒等等，这些都必须借助专业的传感器才能做到。
2
无线通信技术，智能环境的概念是脱离原有有线的范畴，在一些户外环境下无法布线的时候，往往使用的都是无线通信技术，比如sz06
zigbee无线数据采集设备，用来采集传感器输出的一些模拟量，比如4-20ma，0-5v，温湿度、烟雾、有毒气体等等。如果需要数据远传的话，还需要sz11
gprs无线模块，把数据通过gprs传输到公网里面。
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嵌入式系统技术，所有的数据进行汇总与分析，才能挖掘数据的价值。

摘 要：无线定位作为无线技术的一项重要应用，近年来发展迅猛被广泛应用于导航、虚拟实现和军事目标定位等方面。本文重点对几种常用的无线定位技术进行了深入分析和讨论。关键词：无线定位、GPS、TDOA
1 什么是无线定位技术
无线定位技术是利用WiFi技术的射频识别和传感器等设备，通过测量接收到的无线电波的时间、幅度、相位等参数，根据相关算法判断被测物体的位置，实现定位、监测和追踪特定目标位置，广泛应用于导航、机器人跟踪、虚拟实现和军事目标定位等方面。
2 常用的无线定位技术
无线定位主要包括GPS、移动定位、超声波、UWB、 RFID、WiFi等几种定位方式。其中GPS和移动定位主要应用在室外环境适合广域定位，其余几种主要应用在室内环境，适合短距离定位。下面本文将重点讨论几种常用的无线定位技术。
21 GPS定位技术
GPS包括21颗工作卫星和3颗备用卫星，均匀分布在6个轨道上。地面的接收机会接收GPS卫星发送的信号，从而获取导航和定位信息及观测量，并经过简单数据处理获取到达时间（TOA）信息，再结合卫星广播的星历信息实现实时导航和定位。GPS定位系统在开阔地定位精度高，具有良好的抗干扰和保密性，可应用于室外车辆定位导航。但由于卫星信号容易被建筑物、金属覆盖物、浓密树林阻挡，往往无法精确定位。目前比较实用的是A-GPS即辅助GPS技术。它利用通信网络基站从远程定位服务器获取当前卫星的星图、俯仰角等信息，从而提高 GPS 卫星定位系统的性能和速度。
22Cell-ID定位技术
Cell-ID即小区识别号，在移动网络中每个小区都有一个唯一的利用移动终端所在Cell对应的小区识别号。只要系统能够把该小区基站设置的中心位置和小区的覆盖半径发送给移动终端，就可以粗略确定移动终端的位置。Cell-ID定位实现简单，响应速度快，不需改动网络和移动终端，有良好的覆盖性和可靠性。但是定位精度比较差且依赖于基站覆盖范围的大小，如果在基站分布较少的地区则很难精确定位，通常需与其他定位结合使用。
23智能天线AOA
AOA技术在两个以上的位置点放置4至12组天线阵列，以确定移动台发送信号相对于基站的角度，以此构成基站到移动台的直接连线，两线的交汇处即为待定位移动台的位置。AOA系统结构简单，只需2个基站即可实现定位；但要求天线阵具有高度灵敏度和高空间分辨率。在障碍物较少的开阔地区可以获得较高的定位精度，但在建筑物物密集的环境中，受多径传输效应的影响，定位精度下降。同时随着终端和基站距离的增加，定位精度也会受影响而逐渐降低。为了减小多径干扰的影响，AOA技术必需使用智能方向天线。基于实现复杂和设备成本的原因，AOA技术尚未在城市蜂窝定位系统中广泛应用。
24超声波无线定位
超声波定位系统可由若干个应答器和一个主测距器组成，其定位原理主要是采用基于到达时间差的定位（TDOA）方法，精度高可达cm级。TDOA是通过检测信号到达两个基站的时间差，来确定移动台的位置。若有三个不同的基站可以测到两个TDOA，则需分别建立两个以基站位置为焦点的双曲线方程，求解双曲线的交点即可得知移动台的位置。倒车雷达使用的就是超声波技术，但需要专有设备，且受多径效应和非视距传播影响很大，在室内应用受限。
25 RFID射频识别定位
射频识别RFID的定位技术是通过无线电信号识别标签进行自动身份辨认的技术。RFID可以采用位置感知和基于接收信号强度指示(RSSI)方式来实现定位。在位置感知方式下，可以通过对跟踪对象安装RFID标签，然后部署RFID标签读取器的位置，当跟踪对象进入到感知范围内时，即可检测到跟踪对象的位置。基于RSSI方式是通过接收到的信号强弱测定信号点与接收点的距离，根据相应数据进行定位计算。RFID标签成本低，目前广泛应用在商品物流、人员定位及物联网领域。但需要部署多个读写器构建定位基础设施，标签和部署方式不同以及参考标签数量的多少都会影响定位精度，因此很难大规模部署。
25 WiFi定位技术
WiFi定位技术是基于现有WLAN网络，采用接收信号强度方式进行定位。现在很多办公楼、商场、机场都有无线路由器，这个就是WiFi热点。定位端比如手机只要侦听一下附近都有哪些热点，检测一下每个热点的信号强弱，然后把这些信息发送给远程服务器。服务器根据这些信息，查询每个热点在数据库里记录的坐标，进行运算即可实现定位。显然所收到的热点越多，定位也就越准确。WiFi定位比较方便，成本也低，但是信号易受环境干扰，定位精度和准确度较差，不适于高精度实时跟踪场景。
26 UWB技术
超宽带（UWB，Ultra-Wideband)，是利用发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲信号进行高速无线数据传输的短程通信技术。UWB技术具有带宽极宽、发送功率低、抗干扰能力强、保密性好等优点。基于UWB的定位主要采用TDOA方式来实现，定位精度可以达到厘米级。UWB可用于室内精确定位，例如战场士兵的位置定位、机器人运动跟踪等。
3 结语
不管是室外定位还是室内定位都有其优势也有其局限性，未来定位技术的发展一定是广域定位和短距离定位相结合，既能提高响应速度，又可以覆盖较广的范围，实现无缝的、高精确定位。
参考文献
1谢展鹏、熊思民、徐志强无线定位技术及其发展 现代通信 2004年第3期
2阎啸天、于蓉蓉、武威无线网络定位技术中国移动官网 2011-03-14
3吴雨航、吴才聪、陈秀万 介绍几种室内定位技术中国测绘报 2008-01-29
4孙利辉无线定位技术在无线网管中的应用IP领航2011年02月

在利用卫星进行定位导航方面，美国海军从1958年就开始了对子午仪卫星定位系统的研究开发，到1994年GPS全面建成，前后也经历30多年。GPS建成后为了保持其先进性和卫星导航的霸主地位，更是进行了一代、二代、三代等迭代升级。

卫星定位导航是通过空中的卫星配合地面站给导d、手机、车辆、船只等进行定位的，全世界第一颗卫星是1957年前苏联发射的。1958年美国海军就启动了 子午仪卫星定位系统的研发，1960年4月发射了首颗子午仪定位卫星，正式进入卫星导航的试验、验证。

整个子午仪卫星定位系统在1964 年9月部署完成并交付给海军使用，主要是给美国各类潜艇、海面舰船等提供非连续的二维导航定位服务。子午仪卫星定位系统是全球首个卫星导航系统，也是美国GPS的前身。

子午仪定位系统同一个点每天能定位24次，相比现在的GPS、北斗实时定位， 定位频率可真是远古和现代的区别。也难怪老美抛弃了子午仪卫星定位系统而转向更先进的GPS定位。 子午仪卫星定位系统运行至1996年，共成功发射卫星36颗，工作时间长达32年，后为GPS系统取代。

扩展资料

GPS在设计之初就是军用的系统，并没有民用的打算。1983年韩国007号客机因导航系统故障误入苏联领空后，被苏联空军击落，造成机上240人全部遇难。当时的美国总统里根宣布GPS建成后，将对民用开放。

GPS卫星测距码将分为军用的P码和民用的C/A码，P码对应精度定位服务，C/A对应标准定位服务并实行SA政策。SA政策是在C/A码中引入了人为的干扰技术，使民用的水平定位精度降到100米，垂直定位精度下降到157米。同时在1991年前出口美国以外的GPS终端都需要许可证。

这是美国为了防止别的国家把GPS应用在军事上的一种优势压制政策。这种政策极大的限制了GPS在民用领域的应用。1991俄罗斯的卫星导航系统glonass格洛纳斯为了展开和美国的GPS竞争，宣布全面对民用开放，并没有SA政策的限制。

随着俄罗斯的加入，2000年美国取消了SA政策。但是此时的美国军方已经掌握了对局部区域GPS实施干扰的技术，即美国军方可以在局部区域使利用GPS定位的设备定位精度严重下降，无法进行定位导航或者是军事行动。

这种局部区域定位干扰的技术，能有效保证美军及其盟友武器的精确制导，而对于敌方怎么没法应用GPS的定位导航功能。

2018年12月 美国太空探索技术公司(SpaceX公司)用“猎鹰9”火箭将美国第三代GPS全球定位系统的首颗卫星顺利送入太空， 第三代GPS的定位精度将从现在的3米提升至1米，抗干扰能力也将大大加强，比之前提升了8倍。

在战略制衡方面，美国军方还可以根据实际的需要，快捷而高效地开关特定区域位置的导航信号。使依赖GPS导航的精确制导武器失灵，或者让民用服务瘫痪。以保证美国优先及战略威慑。

目前全球最出名、最大的卫星定位系统 分别是GPS，北斗，伽利略和GLONASS。从GPS的发展历史可以看出，构建一个覆盖全球的卫星定位系统，是一个国家综合实力的体现，是强大国防和互联网、物联网的基础，也是一个大国必备的国之重器。

物联网设备的地理定位已迅速成为最大的市场机会之一，不难看出为什么。许多公司正在用地理位置资产管理解决方案代替专有的旧系统，以定位跟踪和监视设备、产品、车辆和人员等有形资产。

我们在各种不同的垂直市场中看到了这一点，包括医疗保健越来越多的医院正在采用定位技术来更好地监控病床、水泵和其他医院设备。最大的好处之一就是确定哪些设备可能未得到充分利用，以便医院可以有效地优化运营效率。

工业承包商和建筑工人经常在工作现场拥有非常昂贵的设备，而地理定位技术可以帮助确保没有任何东西被盗或放错地方。

农业对于牧场主而言，定位技术可用于监视母牛的生命力和位置，并在出现异常情况时立即通知牧场主。

运输和物流国家货运安全委员会估计，全球货运损失的财务影响每年超过500亿美元。地理位置确保可以随时访问货物下落，从而有助于减轻损失或盗窃。

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