現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)大部分覆蓋了我們生活和工作的區(qū)域，“網(wǎng)絡(luò)已連接”成為了我們?nèi)粘２豢苫蛉钡囊徊糠郑俏覀冊(cè)诔俗哞F、地鐵時(shí)，仍會(huì)出現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不佳”甚至是“網(wǎng)絡(luò)已斷開”的情況。

在地面，我們通信是通過基站4G、5G組網(wǎng)信號(hào)覆蓋，導(dǎo)航等也可以直接通過北斗定位，但在地下，由于建筑遮擋導(dǎo)致室內(nèi)接收的信號(hào)波被削弱甚至被阻擋，導(dǎo)致了地下通信信號(hào)弱的現(xiàn)象普遍存在。同時(shí)，地鐵的高速移動(dòng)讓地下信號(hào)回傳定位更是加大了難度。

3月20日，我國(guó)首個(gè)地鐵北斗定位系統(tǒng)在北京開工建設(shè)，此次“超大城市軌道交通系統(tǒng)高效運(yùn)輸與安全服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目采用了室內(nèi)北斗+5G融合的定位技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位信號(hào)的播發(fā)，讓用戶可以接收到導(dǎo)航定位的信號(hào)，使地鐵站地下空間的定位精度提高到優(yōu)于2米。該系統(tǒng)可用于車輛調(diào)度、客運(yùn)組織、應(yīng)急處置，同時(shí)還能讓乘客能夠在地下環(huán)境使用手機(jī)地圖，并通過三維立體導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)地鐵站內(nèi)的定位導(dǎo)航。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱：北斗系統(tǒng)）主要是為全球用戶提供全天候、全天時(shí)的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。在2020年7月31日，北斗三號(hào)系統(tǒng)建成開通并提供全球服務(wù)，北斗系統(tǒng)進(jìn)入全面推廣應(yīng)用的新階段。

但北斗系統(tǒng)主要是解決室外的定位需求，在交通運(yùn)輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測(cè)、氣象測(cè)報(bào)、救災(zāi)減災(zāi)、公共安全等方面都得到了基礎(chǔ)的應(yīng)用。其在室外的定位精度在10米左右，且測(cè)速精度為0.2米每秒，授時(shí)精度為20納秒左右。但由于衛(wèi)星信號(hào)無法覆蓋室內(nèi)且對(duì)環(huán)境免疫性較差，無法滿足室內(nèi)定位以及室外遮擋等復(fù)雜區(qū)域定位的必要條件，其在室內(nèi)的應(yīng)用也被大大限制了。

5G組網(wǎng)是利用基站部署，具有密集組網(wǎng)、大帶寬和多天線等對(duì)定位有利的條件，且其空中接口時(shí)延低至1ms，移動(dòng)性支持500km/h的高速移動(dòng)等，基于5G通信網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)可在室內(nèi)實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)甚至分米級(jí)的定位精度。

像地鐵這類高速通行的地下環(huán)境，北斗+5G的深度融合可構(gòu)建室內(nèi)外覆蓋定位體系，結(jié)合5G大帶寬、低時(shí)延、廣連接的優(yōu)勢(shì)和北斗系統(tǒng)的導(dǎo)航定位能力，大大提高復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境的定位精度。

地鐵北斗定位系統(tǒng)是首次應(yīng)用在地鐵的北斗+5G解決方案，但其實(shí)這項(xiàng)融合定位技術(shù)早已在市場(chǎng)出現(xiàn)。2021年4月，中國(guó)移動(dòng)開發(fā)5G+北斗精準(zhǔn)導(dǎo)航系統(tǒng)，并在重慶解放碑地下環(huán)道進(jìn)行試驗(yàn)。

北斗系統(tǒng)是GNSS的一種，這都屬于室外定位的范疇。由于人們大部分處在室內(nèi)工作和生活，室內(nèi)高精度定位逐漸成為剛需。而目前常見的室內(nèi)無線定位技術(shù)有RFID、WiFi、ZigBee、藍(lán)牙、UWB等，其各有優(yōu)劣，但隨著精度需求越來越高，藍(lán)牙AOA和UWB在其中備受關(guān)注。

RFID（射頻識(shí)別）技術(shù)：利用射頻方式，固定天線形成電磁場(chǎng)，附著于物品的標(biāo)簽經(jīng)過磁場(chǎng)后感應(yīng)電流生成把數(shù)據(jù)傳送出去，從而進(jìn)行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備識(shí)別和定位的目的。它可以在幾毫秒內(nèi)獲取厘米級(jí)的定位信息，且電磁場(chǎng)具有非視距的優(yōu)點(diǎn)，RFID室內(nèi)定位技術(shù)也具有傳輸范圍大、成本較低的特征。但其不具有通信能力，抗干擾能力較差，不便于整合到其他系統(tǒng)之中，且用戶的安全隱私保障和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化都不夠完善，因而一般應(yīng)用在物流、倉(cāng)庫(kù)定位中。

WiFi技術(shù)：WiFi室內(nèi)定位分為兩種，一種是利用移動(dòng)設(shè)備和無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)組成的無線局域網(wǎng)絡(luò)，通過差分算法，來比較精準(zhǔn)地對(duì)人和車輛的進(jìn)行定位追蹤。另一種是事先記錄巨量的確定位置點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，通過新增設(shè)備的信號(hào)強(qiáng)度與巨量數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比，來完成定位跟蹤。WiFi定位最高精確度大約在1米至20米之間，但Wi-Fi接入點(diǎn)通常都只能覆蓋半徑90米左右的區(qū)域，而且很容易受到其他信號(hào)的干擾，定位器的能耗也比較高。

ZigBee技術(shù)：ZigBee是一種短距離、低速率的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它主要是利用無線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器，通過傳感器之間的相互協(xié)調(diào)通信進(jìn)行設(shè)備的位置定位。因此ZigBee最顯著的特點(diǎn)就是低功耗和低成本，但局限就在于信號(hào)傳輸受多徑效應(yīng)和移動(dòng)的影響都很大，其衍射能力弱，穿墻能力弱。普遍用于大型的工廠和車間的人員在崗管理系統(tǒng)。

藍(lán)牙技術(shù)：作為一種短距離低功耗的無線傳輸技術(shù)，利用藍(lán)牙接入點(diǎn)與用戶連接，通過檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度就可以獲得用戶的位置信息。藍(lán)牙最大的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備體積小、短距離、低功耗，容易集成在手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備中。但對(duì)于復(fù)雜的空間環(huán)境，藍(lán)牙定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性稍差，受噪聲信號(hào)干擾大。然而近些年大火的藍(lán)牙AOA以接納器和發(fā)射器為基礎(chǔ)，能夠在確認(rèn)的區(qū)域內(nèi)經(jīng)過多天線丈量信標(biāo)信號(hào)，以及三角形定位法，來核算出信標(biāo)設(shè)備準(zhǔn)確方位，精度可高達(dá)0.1里面，但藍(lán)牙AOA的部署環(huán)境大部分要求在1-3米的精度場(chǎng)景內(nèi)。

UWB（超寬帶）技術(shù)：UWB是近些年興起的一種傳輸速率高，發(fā)射功率較低，穿透能力較強(qiáng)并且是基于極窄脈沖的無線通信技術(shù)，它不需要使用傳統(tǒng)通信體制中的載波，而是通過發(fā)送和接收具有納秒或微秒級(jí)以下的極窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù)，從而具有3.1~10.6GHz量級(jí)的帶寬。UWB定位精度可達(dá)到亞米級(jí)，多應(yīng)用于室內(nèi)靜止或者移動(dòng)的活體定位跟蹤，但依然存在功耗和成本需優(yōu)化的問題。

前文已提到了常見的六種室內(nèi)定位技術(shù)，但物聯(lián)網(wǎng)的碎片化現(xiàn)象，使得單一技術(shù)無法很好地滿足場(chǎng)景需求應(yīng)用，因此融合定位成為了行業(yè)需求的趨勢(shì)。

在去年中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)發(fā)布《2021中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》中指出，2020年全行業(yè)總產(chǎn)值同比增長(zhǎng)16.9％，達(dá)到4033億元。其中高精度定位市場(chǎng)增速遠(yuǎn)超全行業(yè)，2020年同比增長(zhǎng)47.5%，總產(chǎn)值達(dá)到110.4億元。從2010年到2020年的11年之間，高精度定位產(chǎn)品年銷售收入增長(zhǎng)了10倍，年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)26%。

單一的定位技術(shù)無法填補(bǔ)海量市場(chǎng)差異化的需求，因此類似于“北斗+”，“5G+”，“UWB+”等融合定位技術(shù)逐漸被推出，逐步完善產(chǎn)業(yè)鏈。像自動(dòng)駕駛、智慧交通在技術(shù)快速演進(jìn)階段，“北斗+5G”技術(shù)成為了新型的解決方案；在智慧礦井的人員定位系統(tǒng)中，“UWB+ZigBee”技術(shù)比單一運(yùn)用UWB更靈活等等。融合定位可以在單一定位技術(shù)上進(jìn)行缺陷互補(bǔ)，能在場(chǎng)景應(yīng)用中將功耗、成本、定位精度進(jìn)行最優(yōu)化的把控，打造精細(xì)化定位方案。

未來，融合定位將會(huì)大放異彩。