什么是IPS（室內定位系統(tǒng)）？一文讀懂！

什么是IPS（室內定位系統(tǒng)）？一文讀懂！

技術是人類非凡想象力的最偉大成就。在定位和導航技術方面，GPS（全球定位系統(tǒng)）基于衛(wèi)星信號在室外提供精確定位，是20世紀的一大飛躍，而IPS（室內定位系統(tǒng)）則在GPS無法正常工作的室內環(huán)境中開辟了一個全新的世界。本文將介紹室內定位系統(tǒng)，并概述可用的不同技術。

什么是IPS？

IPS，即室內定位，也稱為室內位置跟蹤，是一種用于定位GPS信號不夠強的封閉空間內的人或物體的設備網(wǎng)絡。簡單來說，可以解釋為“室內GPS”。就像GPS可以幫助人們定位地球上任何地方的物體一樣，IPS也可以做同樣的事情，如火車站、購物中心、醫(yī)院和地下場所等大型室內空間。室內定位系統(tǒng)能夠準確定位建筑物內物體的位置，通常通過移動設備進行，如智能手機或平板電腦。

IPS對于增強室內定位體驗至關重要。據(jù)估計，一個人超過70%的時間是在室內度過的，因此對提供室內定位服務的技術仍然有很強的需求，這對于IPS技術廠商來說也是一個巨大的市場機會。IPS對于日常工作可能不是必需的，但是當進入不熟悉的環(huán)境時，尤其是在GPS信號非常弱的緊急情況下，例如多層建筑、煤礦、災難管理等，它是絕對必要的。

為什么需要IPS

很多人都想知道為什么GPS不能在室內使用，而又為什么室內定位系統(tǒng)如今如此流行。繼續(xù)閱讀，便可知曉。

室內使用GPS信號不準確

GPS的成功改變了我們與技術的聯(lián)系方式。然而，其效率僅適用于室外，無法滿足復雜的室內環(huán)境的期望。由于GPS技術使用在軌衛(wèi)星的信號，一旦衛(wèi)星波試圖穿透障礙物進入建筑物，這些信號就會被屋頂和墻壁嚴重衰減。通常情況下，在空曠區(qū)域、周圍沒有高大建筑物遮擋信號的情況下，GPS的精度可以達到5m-10m。

精準定位的廣泛應用

精準定位的廣泛應用增強了室內定位系統(tǒng)服務的需求。在需求存在的同時，室內定位系統(tǒng)憑借其提高服務效率的優(yōu)勢，在各個行業(yè)中變得越來越重要。除了GPS信號范圍之外，商業(yè)、醫(yī)療保健、軍事或倉庫庫存跟蹤等行業(yè)也利用IPS服務。目前，IPS系統(tǒng)還沒有標準，包括Google和Nokia在內的企業(yè)都在努力將這些解決方案帶給客戶。

IPS如何工作

在我們深入研究IPS技術之前，了解其工作原理非常重要。與GPS的發(fā)射接收原理類似，IPS的工作原理相同。IPS使用各種信標和標簽，根據(jù)收集的觀測數(shù)據(jù)估計目標物體的位置。為了跟蹤建筑物內的物體，部署固定信標（錨點）來接收從附著在被跟蹤物體上的移動信標（標簽）發(fā)送的信號。錨點接收來自標簽的信號并將其轉發(fā)到服務器，然后服務器計算該物體的實時位置。

IPS技術的類型

與基于衛(wèi)星的GPS相反，IPS是多種不同技術的熔爐，包括無線電技術、光學技術、聲學技術和磁技術，而每種技術都有其自身的優(yōu)點和局限性。不同的IPS技術和工藝齊頭并進，以實現(xiàn)更高的準確性。以下為使用各種類型信號的分類。

使用無線電信號的IPS

基于無線電的技術廣泛應用于室內定位系統(tǒng)，因為這些信號可以穿過工作場所常見的許多材料，包括Wi-Fi、藍牙、Zigbee、射頻識別(RFID)、超寬帶(UWB)、無線電檢測和測距(雷達）。此類系統(tǒng)可以通過從發(fā)射器傳播到接收器的無線電信號來檢測物體位置。

使用光信號的IPS

雖然光信號是某種電磁輻射，但其與無線電波有很大不同。這種室內定位系統(tǒng)類型由發(fā)光和反光物體組成，包括紅外系統(tǒng)、可見光通信（VLC）、光檢測和測距（LiDAR）。

使用聲音信號的IPS

聲音信號由在空氣中傳播的壓力波組成。由于聲音的傳播速度比電磁信號慢得多，因此測量時間段變得更加容易。這些系統(tǒng)可以非常準確，但由于固體表面會阻擋信號，因此其通常只能在較大的開放設施中使用，包括超聲波和可聽聲音。

使用磁場的IPS

為了確定人或物體的位置，基于地球磁場的室內定位系統(tǒng)使用磁力計來測量磁場變化。無需無線網(wǎng)絡信號，位置估計通過諸如指紋識別之類的方法來實現(xiàn)。

IPS的常見用例

IPS一詞含義廣泛，幾乎可以在許多行業(yè)中實施，在這些行業(yè)中，室內空間內的有生命或無生命物體的精確定位是必不可少的。無論是在購物中心、游樂園、交通樞紐、醫(yī)院、大學，甚至是大型企業(yè)辦公室，IPS都可以通過智能手機上的應用程序讓軌跡定位和導航成為一次愉快的旅程。以下為IPS的一些常見用例。

機場和火車站

在交通樞紐，無論是大型機場、火車站還是公交車站，室內定位系統(tǒng)對乘客都有很大的幫助。人們可以借助室內地圖在車站內找到自己的位置，并找到一條不太擁擠的路線取車。交通樞紐還可以應用室內定位技術，為出行者提供更好的體驗。

工業(yè)與制造業(yè)

近年來，室內定位系統(tǒng)在工業(yè)和制造業(yè)中的使用不斷增加，目的是提高勞動安全性、降低成本并節(jié)省流程時間。特別是在大型工廠，室內定位系統(tǒng)在資產控制、物流、應急響應等方面有很大幫助。

購物中心

IPS不僅可用于增強消費者的購物體驗，還可用于供應商舉辦的基于位置的營銷活動。通常，這些購物中心規(guī)模較大且基礎設施復雜?；诠蚕淼闹改腺Y產，訪客可以花更少的時間找到想要的產品，并獲得有關其在商場內可以容易訪問的相關信息。

醫(yī)院

幾十年來，醫(yī)院一直在努力解決室內尋路問題。室內定位系統(tǒng)可以幫助游客輕松導航，從而減輕壓力和遲到。此外，醫(yī)生和其他工作人員也能受益匪淺，能夠快速找到醫(yī)療設備，定位一定范圍內的患者，避免緊急情況的延誤。

多層停車場

多層停車場通常建在購物中心和大型辦公樓下面，這些地方?jīng)]有GPS信號。使用室內定位技術的智能停車系統(tǒng)可以跟蹤停車場的占用情況，并協(xié)助駕駛員建立前往最近可用停車位的路線。此外，還可以創(chuàng)建基于IPS的數(shù)字地圖，以保證導航和車輛的便捷出入。

IPS和GPS有何不同

當談到GPS和IPS之間的區(qū)別時，很多人可能會感到困惑，因為它們執(zhí)行相似的任務，并縮寫也相似。事實上，IPS可以看作是GPS的進一步發(fā)展和延伸。如前所述，IPS和GPS最大的區(qū)別在于應用領域。一種是針對室內環(huán)境精確設計的，另一種是針對室外空間實際設計的。

由于室外和室內空間的巨大差異，IPS和GPS采用的技術完全不同。GPS接收器必須鎖定來自三顆或更多衛(wèi)星的信號才能確定位置并跟蹤運動，而IPS應用多種技術來進行更精確的測量。值得注意的是，室內GPS是一個正在進行的研究領域，未來可能會出現(xiàn)新的選擇。

室內導航和室內定位一樣嗎

室內導航和室內定位實際上是兩個獨立的應用，它們結合在一起為用戶提供增強的尋路體驗。室內定位允許用戶精確定位其在建筑物內的位置，室內導航將建議到達用戶想要的目的地的路徑。簡單來說，室內定位或跟蹤是被動記錄數(shù)據(jù)，而室內導航是主動建議用戶遵循路徑。

室內導航結合了室內定位技術和尋路技術，在室內地圖上顯示一個藍點，隨著用戶實時移動。如果沒有室內導航系統(tǒng)，只能顯示當前的位置，但沒有方向；而如果沒有室內定位系統(tǒng)，室內地圖的用戶必須在地圖上選擇起點和終點坐標?？傊?，有了室內定位系統(tǒng)，可以創(chuàng)建更有效的交互式室內導航。

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