在1996年左右，美国联邦通信委员会（FCC）要求移动运营商为移动电话用户提供E-911（紧急救援）服务。1999年，FCC又对定位精度做出新的要求。加之此后全球移动用户的迅猛发展，很多国家开始致力于研究商用定位技术并推出各具特色的商用定位服务，相关位置服务业务可包括：紧急救援电话服务、物流管理、个人问询、车辆导航、特定场景下的跟踪服务等等。因而室内外移动定位蓬勃发展。目前，室外定位技术相对室内定位技术来说比较成熟，比如有GPS、北斗为代表的卫星导航定位，A-GPS为代表的基站定位，在此不再详述。
本文主要讨论室内定位技术。和室外定位相比，室内定位面临很多独特的挑战， 比如说室内的环境动态性很强，可以说是多种多样，不同的大厦会有不同的室内布局;室内的环境更加精细，由此也需要更高的精度来分辨不同的特征。室内定位要考虑的因素主要包括以下几个方面：精度、覆盖范围、可靠性、成本、功耗、可扩展性和响应时间。
目前室内定位常用的定位方法，从原理上主要分为七种：邻近探测法、质心定位法、多边定位法、三角定位法、极点法、指纹定位法和航位推算法。
| 定位原理 | 描述 | 特点 |
| 临近探测法 | 通过一些有范围限制的物理信号的接收，从而判断移动设备是否出现在某一个发射点附近。 | 该方法虽然只能提供大概的定位信息，但其布设成本低、易于搭建，适合于一些对定位精度要求不高的应用，例如自动识别系统用于公司的员工签到。 |
| 质心定位法 | 根据移动设备可接收信号范围内所有已知的信标（beacon）位置，计算其质心坐标作为移动设备的坐标。 | 该方法易于理解，计算量小，定位精度取决于信标的布设密度。 |
| 多边定位法 | 通过测量待测目标到已知参考点之间的距离，从而确定待测目标的位置。 | 精度高、应用广。 |
| 三角定位法 | 该方法是在获取待测目标相对２个已知参考点的角度后结合两参考点间的距离信息可以确定唯一的三角形，即可确定待测目标的位置。 | 精度高、应用广。 |
| 极点法 | 通过测量相对某一已知参考点的距离和角度从而确定待测点的位置。 | 该方法仅需已知一个参考点的位置坐标，因此使用非常方便，已经在大地测量中得到广泛应用。 |
| 指纹定位法 | 在定位空间中建立指纹数据库，通过将实际信息与数据库中的参数进行对比来实现定位。 | 指纹定位的优势是几乎不需要参考测量点，定位精度相对较高；但缺点是前期离线建立指纹库的工作量巨大，同时很难自适应于环境变化较大的场景。 |
| 航位推算法 | 是在已知上一位置的基础上，通过计算或已知的运动速度和时间计算得到当前的位置。 | 数据稳定，无依赖，但该方法存在累积误差，定位精度随着时间增加而恶化。 |
不同的室内定位方法选择不同的观测量，通过不同的观测量提取算法所需要的信息。下面对主要的观测量进行简要的介绍。
| 观测量 | 简介 |
| RSSI测量 | 它是通过计算信号的传播损耗，可以使用理论或者经验模型来将传播损耗转化为距离，也可以用于指纹定位建立指纹库。 |
| TOA测量 | 该方法主要测量信号在基站和移动台之间的单程传播时间或来回传播时间。前者要求基站与移动台间的时钟同步。 |
| TDOA测量 | 该方法同样是测量信号到达时间，但使用到达时间差进行定位计算，可利用双曲线交点确定移动台位置，故可以避免对基站和移动台的精确同步。 |
| AOA测量 | 该方法是指接收机通过天线阵列测出电磁波的入射角度，包括测量基站信号到移动台的角度或者移动台信号到达基站的角度。每种方式均会产生从基站到移动台的方向线。2个基站可以得到2条方向线，其交点即为移动台位置。因此，AOA方法只需要2个基站即可确定移动台位置。 |
| 方向和距离 | 获取方向和距离多用于航位推算定位，采用自包含传感器记录载体的物理信息，计算得到方向和距离，从而在已知上一位置的基础上计算得到当前的位置。 |
就目前应用较多的几种定位技术，本文主要探讨WIFI定位、UWB定位、蓝牙AOA定位。
目前WiFi是相对成熟且应用较多的技术，近几年有不少公司投入到了这个领域进行研究和布局。WiFi室内定位技术主要有两种。
无线WiFi网络已经成为贴们生活中必不可以的一部分，当前无论先企业还是运营商都在加大对无线WiFi网络进行部署，同时物联网的高速发展，越来越多的WiFi智能设备面向市场出来，在普及度加速的背号下，无线WiFi设备的市场空间也在不断增大，一方面先进的WiFi智能硬件层出不穷，另一方面很多企业对新型WiFi的服务和应用的不断探索。
仅通过部署WiFi热点以及一序列软件和算法，就可以开启对WiFi标签进行定位，这就是悄然兴起的WiFi定位技术。由于室内环境下有较好的表现，而且越来越多的运营商和商家部署WiFi网络，加上LBS服务的商业模式慢慢成熟。无线WiFi精准定位正在成为一种潮流日渐兴起。
WiFi定位一般采用“近邻法”判断，即最靠近哪个热点或基站，即认为处在什么位置，如附近有多个信源，则可以通过交叉定位（三角定位），提高定位精度。
（1）由于WiFi已普及，因此不需要再铺设专门的设备用于定位。用户在使用智能手机时开启过Wi-Fi、移动蜂窝网络，就可能成为数据源。该技术具有便于扩展、可自动更新数据、成本低的优势，因此最先实现了规模化。
（2）不过，WiFi热点受到周围环境的影响会比较大，精度比较低，理论上是能达到5米左右。为了做得准一点有公司就做了WiFi指纹采集，事先记录巨量的确定位置点的信号强度，通过用新加入的设备的信号强度对比拥有巨量数据的数据库，来确定位置。由于采集工作需要大量的人员来进行，并且要定期进行维护，技术难以扩展，在大范围内难以成规模，而在航站楼等小范围内倒是可以进行尝试应用。
WiFi精准定位应用场景较为广泛，可服务于包括零售业、酒店、交通、医疗、工业以及教育在内的多个行业。在大型公共场所，WiFi定位可以实现人流控制并且提供基于位置的服务，或为赶时间的旅客提供及时的位置信息。在医疗环境下，WiFi定位可以为就诊病人实现室内导航，或是方便医院对病人实现实时定位，如养老院就借助这一技术监控老人的日常生活，一旦遇到特殊情况将及时报警。
（1）基站：
一般一个拥有定位功能的基站大概成本2000-4000左右。T2航站楼旅客无线网ap现有1400个，覆盖航站楼99%的区域，为旅客提供免费的上网服务。AP也可以充当定位基站，可充分利用现有资源。
（2）终端设备：
支持WIFI的终端设备。目前几乎所有移动手机都拥有WIFI连接功能，若用于定位，则可以省去终端成本，条件是要求终端主动打开WIFI并保持连接功能、打开移动蜂窝网络连接。
（3）组网：
AP通过POE交换机进行供电，资源现有，无需重新搭建网络。
（4）平台及相关软件：
由相关WIFI管理平台厂家提供接口，并制作高精度地图，可与现有相关定位应用系统进行对接，获取位置信息。
就目前应用而言，前期主要投入为WIFI基站设备的指纹采集，以及WIFI设备的基本信息维护工作，基本上可以达到航站楼内巡检、导航应用。
（1）中科劲点（北京）科技有限公司
中科劲点是2015年注册于中关村海淀园的高科技企业。公司以室内定位技术为核心，以营销推广类移动网络平台的开发和服务为基础，以智能数据中心为有机支撑，为客户提供室内精准定位、智能管理的室内定位和移动互联营销服务。公司核心成员均来自中国科学院计算技术研究所，拥有国内最早从事WiFi定位研究的资深技术团队，拥有WiFi定位的上百篇论文，十余项发明专利。 "子午快线"定位引擎，已经为上百个商场、超市、园区、工厂、博物馆等场所提供位置服务。 公司之前的技术成果和应用项目得到了中央电视台等多家媒体的传播报道，是国内专注算法、技术领先、重视产品商用的LBS位置服务商。
奕通信息科技（上海）股份有限公司
奕通信息一直凭借自有知识产权的国际领先技术服务于市场，融合优势抢占市场机会，融合无线嗅探、无线定位和人脸识别的网安合规的商业大数据分析，提供WiFi相关服务和技术，打造中国最具创新力、有极高美誉度的LBS解决方案供应商。奕通信息是中国电信合作伙伴，通过公安部新版非经营性无线上网场所产品测试的公司，全国多地公安系统网络安全平台系统服务提供商，某大型无线产品跨国公司定位软件产品OEM厂商。奕通信息是第八届上海市至正杯创新奖得主，具备行业技术优势，创新能力突出。产品广泛商用于智慧餐饮零售、智慧商圈、智慧旅游、智慧医疗看护等各类行业，拥有众多与知名企业合作的实际部署使用案例，深受用户信赖。
其他厂家如锐捷...。
UWB（超宽带技术）是近年来新兴一项全新的、与传统通信技术有极大差异的通信无线新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来传输数据
UWB技术是一种使用1GHz以上频率带宽的无线载波通信技术。它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很大，尽管使用无线通信，但其数据传输速率可以达到几百兆比特每秒以上。使用UWB技术可在非常宽的带宽上传输信号，美国联邦通信委员会（FCC）对UWB技术的规定为：在3.1~10.6GHz频段中占用500MHz以上的带宽。
UWB技术始于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术。UWB技术利用频谱极宽的超宽基带脉冲进行通信，故又称为基带通信技术、无线载波通信技术，主要用于军用雷达、定位和低截获率/低侦测率的通信系统中。2002年2月，美国联邦通信委员会发布了民用UWB设备使用频谱和功率的初步规定。该规定中，将相对带宽大于0.2或在传输的任何时刻带宽大于500MHz的通信系统称为UWB系统，同时批准了UWB技术可用于民用商品。随后，日本于2006年8月开放了超宽带频段。
目前，国内是否正式开放UWB频段，还有待政策进一步落地。
去年苹果对外发布的新手机中植入了UWB芯片，NXP公司推出的用于汽车应用领域的UWB芯片等市场举动，标志着UWB技术正在向着更好的方向发展。
UWB技术具有高精度，高密度，高频率，数据传输速率高（达1Gbit/s）、抗多径干扰能力强、功耗低、穿透能力强、截获率低、与现有其他无线通信系统共享频谱等特点。
应用范围包括以下几种类型：
（1）实时高精度定位管理
该功能可实现对于人员、设备、车辆的实时定位管理，查看被定位目标的实时位置、分布区域等信息。例如电厂作业人员定位管理，保障危化区域安全，车辆及设备定位管理等。
（2）电子围栏
通过在管理后台设置电子围栏，可实现“越界预警、滞留预警、长时间静止预警”等功能。在电厂，工人误入危险区域，系统会自动发出警报。
（3）历史轨迹查询
基于UWB超宽带定位技术，可随时查看被定位目标在某一时段的历史轨迹，在后台实现直观的回放，比如查看不同工种人员的上岗/离岗时间、在某区域的停留时间等数据，一旦发生突发情况，可通过历史轨迹查询来实现事件追溯。
（4）一键紧急求助
以电厂人员定位项目中实际应用来说，当厂区某处发生危险时，人员第一时间撤离至关重要。通过在人员随身佩戴的定位卡片上集成“一键求助”功能，当遇到灾情或危险可及时预警；相关人员可依据预警信息获知其位置，便于及时施救。
同时，当人员遇到紧急情况时，通过智能终端上的“一键求助”按钮可以进行及时求助，此时系统软件进行声光报警并第一时间通过短信或微信通知相关人员，可快速锁定报警人员位置，实现快速救援。
（5）视频联动
通过将UWB超宽带定位系统与视频监控系统相结合，一旦某区域发生预警，例如出入口出现陌生人、人员进入无权限区域、人员接近危险源、人员求救、物资被非法搬离等，系统会立即弹出现场监控画面并进行拍照记录现场情况，为高效决策提供依据。
（6）数据统计分析
可实现数据高效统计，便于查看人员分布数据、热力图数据、实时电子围栏、预警数据等信息，提升场所数字化、信息化管理水平。
成熟应用场景的应用场景包括司法监狱的人员管控，管径隧道的人员安全，仓储物流的货物定位跟踪，车辆无人驾驶的应用，电力应用，寻物功能，车辆钥匙等。
（1）司法监狱管理主要用于
实时定位跟踪，捕获人员精准位置和运动轨迹；
分类监控和管理在押人员、狱警、物质和车辆；
电子围栏报警；
狱警报警功能，通过聚集过密的方式通知提醒；
动态点名，实时统计；
目标位置视频联动。
（2）管径隧道及综合管廊主要用于
实时定位跟踪确保工作人员安全；
实时动态人员考勤，支持后期查询和统计记录；
回放、查询历史时刻目标的位置、轨迹、停留时间等。
（3）仓储物流主要用于
实时监控人员、物资及叉车的位置、运动及状态；
重要物资监管，实现对重要货物位置确认并可追溯；
叉车自动检测碰撞；
采用仿真仓库实时信息，优化库存调配；
历史位置数据可回放，查询历史时间人/车/物的动态情况。
（4）车辆无人驾驶主要用于
室内外定位一体化无缝切换，掌握车辆位置信息；
特定位置快速标定，有效及时获取地下停车库空车位信息；
室内导航，路径规划，自动导航到特定空车位；
行驶轨迹数据分析，评价无人车在无GNSS信号下的部分性能。
（5）电力应用主要用于
实时掌握人员、车辆位置信息，实施监管；
人员到岗到位、高危运行点设置电子围栏等行为分析管理；
基于位置信息确保两票相关人员按照流程在现场进行各种程序工作；
危险情况发生时，有效得知现场人员的位置情况，及时安排应到现场人员撤离，并在事后可对现场人员轨迹信息进行分析；
根据工作人员作业顺序、工位停留时间等信息作出客观数字化作为效率评定；
同时对个人、班组、车间不安全行为事件进行分类记录、统计、分析、形成可量化分析报表。
（1）基站：
市场上UWB基站部署有两种方案，一种为4基站定位，有效覆盖范围35-150米，另一种是单基站覆盖，覆盖范围600平方（约25米*25米）。
目前，市场上,每个厂家的基站通讯交互具体协议均不一样，基站设备不能混用，一个UWB基站大概在3500-5000元之间。
（2）终端设备：
由于UWB每个厂家均有私有协议，终端无法通用，根据每个厂家的产品终端电池使用时长，以每10秒上传一次位置信息可使用时长为3-6个月不等。终端设备价格大概在100-300元之间，使用寿命比较长，大概在3-5年不等时间。
（3）组网：
基站有两种方式接入现有网络，第一种为POE供电，最少需要增加对应的接入交换以及对应的综合布线工作。第二种为无线桥接，通过特殊的接入网关，无线连接到每个基站，基站通过电源线供电。
（4）平台及相关软件：
由UWB厂家自带UWB设备管理平台，厂家提供接口，可与现有定位应用系统进行对接，获取位置信息。
室内高精度地图。
（1）郑州联睿电子科技有限公司
联睿电子，创立于2010年3月，为国内首家自主研发UWB（超宽带）高精度定位技术的国家高新技术企业。公司专业从事无线高精度定位、室内外一体化定位等相关技术的研究和开发，85%以上为本科学历，硕士、博士占比40%以上。10年技术沉淀，9年实战经验，申请国内外专利数十项，在通信和室内定位相关领域内发表SCI/EI等论文多篇。
（2）杭州中芯微电子有限公司
中芯微成立于2008年，人员定位产品及解决方案供应商，十几年来始终专注于智慧监管行业，在公安、司法、监所等领域构筑了人员定位及智慧管理的解决方案优势，为客户提供有竞争力的产品和服务，并提出4W理念，采用唯一身份识别、精准跨界、高精度室内定位、室外追踪定位、主动预警、智能联动、实时监管、大数据决策等科技实战手段，有效实现人防、物防、技防、联防“四位一体”的智能化、一站式监管。中芯微在行业内有非常高的品牌影响力，在细分行业具备竞争力TOP3实力。
我们也开始整合产业相关技术，致力于向更多的领域输出中芯微的企业价值与精神。 目前企业员工近100人，拥有3个联合研发中心，5家产学研高校，8项政府资质，10项行业资质，16项政府及行业荣誉，5项发明专利，5项外观专利，13项实用新型，29项软件著作权。
其他厂家有...。
作为高精度定位领域另一倍受关注的蓝牙定位技术，也在去年迎来了重要的突破--蓝牙联盟将蓝牙AOA/AOD技术写入了最新的蓝牙5.1标准，使得蓝牙的定位精度也将达到亚米级，由此业界对蓝牙AOA/AOD技术充满了期待。
随着蓝牙5.1协议的出现，蓝牙室内定位技术迎来新的一波爆发，目前成熟的蓝牙室内定位技术有两种，具体情况如下：
（1）IBeacon蓝牙信标
IBeacon技术已经比较成熟，也在机场有过大规模的应用，技术原理为通过蓝牙信标发送信号至移动终端或蓝牙标签处，根据接受接收到信号，通过算法估算所在的大概位置。但由于蓝牙技术本身的限制，导致信标基站安装密度大，同时维护不易容易脱落，并且带来的定位精度也比较有限。
（2）基于蓝牙5.1协议的 AOA技术
于2019年年底，随着BLE 5.1协议的推出，蓝牙技术可用性大大增强，同时也使得通过AOA（Angle of Arriva）算法得到室内定位精度提升。蓝牙AOA的技术原理与IBeacon原理刚好相反，是由标签端发送信号，蓝牙基站通过收到的信号的角度来判断位置。该技术的单基站覆盖半径约20-40米左右，并且可实现单基站定位，且精度比IBeacon技术高，可实现米级以内的定位精度。
同时，蓝牙技术的定位算法主要有如下4种，分别为：
无论哪种蓝牙定位技术，最大的特点为建设成本较低以及标签功耗低，IBeacon技术相对建设成本低且简单，在需要定位区域按精度需求进行一定密度的摆放信标，即可实现定位功能，但相对容易容易受干扰且精度较低；对于蓝牙AOA技术来说，投入成本比Ibeacon高，比UWB技术相对低，获得的定位精度也是出于两者之间。因此，对于室内定位精度较低的场景，有比较良好的使用效果。
蓝牙定位技术应用范围为室内定位，主要可用于室内人员定位、室内设备/资产定位盘点、室内外融合定位，具体描述如下：
室内外融合定位：蓝牙定位可在融合定位技术中，为室内定位指纹数据中，补充蓝牙指纹信息，以提升融合定位的精度，业务场景和室内人员或设备定位基本一致。
蓝牙定位建设主要需要的设备类型有：蓝牙基站（或信标）、标签（根据定位数量定）、交换机（或网关）、后台（含软件平台、服务器等）。以T2航站楼600,000平方米的一个空间作为单位，投入规模大概如下：
（1）蓝牙基站
蓝牙基站覆盖范围。
（2）蓝牙标签
标签价格在50-200左右。
（3）网络设备
用于连接蓝牙基站通讯。
（4）管理平台及服务
用于蓝牙设备管理、定位服务应用。
（5）地图
室内高精度地图。
（1）杭州中芯微电子有限公司，杭州
中芯微成立于2008年，人员定位产品及解决方案供应商，十几年来始终专注于智慧监管行业，在公安、司法、监所等领域构筑了人员定位及智慧管理的解决方案优势，为客户提供有竞争力的产品和服务，并提出4W理念，采用唯一身份识别、精准跨界、高精度室内定位、室外追踪定位、主动预警、智能联动、实时监管、大数据决策等科技实战手段，有效实现人防、物防、技防、联防“四位一体”的智能化、一站式监管。
主要行业：司法公安、医疗、园区（温州龙湾机场有案例）
（2）Quuppa，芬兰（国内有代理）
Quuppa成立于2012年，是诺基亚研究中心(Nokia Research Center)的一个分支，它将蓝牙测向技术与跟踪人员和资产的最佳位置标签相结合。Quuppa系统还可以追踪任何蓝牙移动设备，如平板电脑和手机，支持从体育到零售、医疗和工业服务等全方位的应用。
行业：安防
（3）上海磐启微电子有限公司，上海/苏州/深圳
上海磐启微电子有限公司是中国领先的无线通讯及物联网芯片设计企业。公司成立于2010年，由资深留美归国博士创立，总部设立于中国上海，并在苏州和深圳分别设立了研发中心及分公司。公司拥有基于物联网的无线扩频通信平台Chirp-IOT，并且创新地采用多维度传输调制技术，在此基础上研发的兼容主流LPWAN协议的低功耗广域网物理层芯片是唯一的可与国外垄断厂商相抗衡且完全自主知识产权的国产化芯片，具有业界领先的性能、成本及可靠性。公司推出的基于超低功耗2.4GHz技术的新零售货架标签系统与阿里IOT事业部合作，在阿里飞燕平台上第一家打通从标签、通信卡、网关到云端的所有业务流程，所推出货架标签产品已开始规模出货。在室内定位领域，公司在国内率先开启蓝牙AOA技术的研究，即将推出国内第一款基于蓝牙AOA技术的室内定位系统 xLOCATE 1.0， 其定位精度可达0.5~1.0米，具有较高的定位精度及极低定位成本，开创高精度定位技术在工业环境使用的先河。
2.室内定位技术优劣势对比
2.1.对比
|
| 精度 | 覆盖范围 | 保密性 | 穿透性 | 抗干扰 | 维护成本 | 建设成本 | 功耗 |
| RFID | 差 | 小 | 高 | 差 | 好 | 低 | 中 | 低 |
| 红外线 | 差 | 小 | 差 | 差 | 好 | 低 | 中 | 中 |
| 蓝牙IBeacon | 一般 | 较小 | 一般 | 好 | 差 | 高 | 低 | 低 |
| Zigbee | 差 | 大 | 一般 | 好 | 差 | 低 | 中 | 中 |
| WiFi | 较差 | 大 | 差 | 较差 | 较差 | 高 | 高 | 高 |
| UWB | 好 | 大 | 高 | 较好 | 好 | 高 | 高 | 高 |
| 蓝牙AOA | 较好 | 较大 | 高 | 好 | 好 | 中~高 | 较高 | 低 |
说明：
（1）对于以上对比，各厂家有各厂家的说法和对比标准，因此，该对比主要体现程度，同一等级不具备可比性；
（2）蓝牙AOA厂家宣称维护成本低，由于建设方式与UWB类似，估计成本类似，因此估计维护成本为中~高。
2.2.结论
作为单一技术使用，IBeacon、RFID、红外线、Zigbee、超声波室内定位都有明显的弱点，在机场场景下，不太具备单一使用的技术可行性。因此，具备可用性的有以下三种技术，分别为：UWB（含改造式UWB）、蓝牙AOA、WIFI定位（含基于现有WIFI网络改造），融合定位，具体分析如下：
综上，以上三种技术方式都具有一定可行性，而且优缺点分明，在不同场景下都具备使用场景。
