基本介紹
- 中文名：三角定位
- 提出者：英國歷史學家兼作家湯姆·布魯克斯
- 出處：《史前英國幾何學》
- 採用技術：全球衛星定位技術等
定位技術,技術歷史,偏差估算,遠古實例,技藝精湛,作用意義,
定位技術
先說下定位技術，一個比較常用的是GPS，也就是全球衛星定位技術。還有就是UWB（ ultrawideband，超寬頻）三角定位技術、使用三角測量法精確算出使用者的位置，使用UWB技術可使定位誤差在2厘米之內，優於全球衛星定位技術。
以GPS定位原理為例：24顆衛星平均分布在6個軌道面,每一個軌道面上各有4顆衛星繞行地球運轉，讓地面使用者不論在任何地點、任何時間,至少有4顆以上的GPS衛星出現在我們上空中供使用者使用。每顆衛星都對地表發射涵蓋本身載軌道面的坐標、運行時間的無線電訊號,地面的接收單位可依據這些資料做為定位、導航、地標等精密測量。
GPS定位系統是利用衛星基本三角定位原理，GPS接受裝置以量測無線電信號的傳輸時間來量測距離。由每顆衛星的所在位置,測量每顆衛星至接受器間距離,即可算出接受器所在位置之三維空間坐標值。使用者只要利用接受裝置接收到3個衛星信號,就可以定出使用者所在之位置。一般的GPS都是利用接受裝置接收到4個以上衛星信號來定出使用者所在之位置及高度。
技術歷史
當前北美的定位服務開始於1996年，那時美國通信委員會通過了這個頗有爭議的Enhanced911法案，這個法案，在1999年又再次修訂，要求無線運營商可以在50至100米之內定位一個手機。任何手機只要撥打美國全國緊急服務電話911，就可以找到你，即使你不知道你在哪裡。同時，這能力的首次展示已經在某些地方開始了。從2002年的晚些時候開始，整個Sprint PCS網路已經具備了緊急定位的能力。其他網路，如Cingular Wireless，也成功地完成了在Wilmington的定位技術測試。
這種定位技術無需對手機作多大的修改。定位方法可能會用到來自GPS的信息，但是不會經常使用。如何正確地實施定位技術就要依靠發揮手機網路的根本作用了。在歐洲，主要的手機標準是GSM，而GSM也開始在美國流行。對GSM網路而言，定位技術被稱為Uplink Time Difference of Arrival。這種技術依靠一種三角的形式：它至少需要三個手機基站來接收信號，然後通過這三個信號到達時間的不同來計算出位置。在基站密布的市區準確度是最高的。這種技術不需要客戶購買新的手機，也不會影響網路的性能。
而CDMA網路是一個碼分多址的網路，它的定位技術被稱為輔助的GPS，正如名字所示，是利用衛星網路定位的。用這種方法，無線運營商或一個獨立GPS數據反饋伺服器傳送從GPS接收器收到數據“提示”給手機，手機接收到這些信息，快速的修正自己的位置。
伺服器或GPS接收器可以安裝在每個手機基站上，GPS接收器也可以內置於手機中，它在野外也工作良好，因為它是接收衛星的信號，Sprint PCS，Verizon和Nextel是使用這種技術的。
在歐洲和美國的911服務類似的定位服務，已經也開展起來了。它們的服務號為112。從7月24日起，歐洲的運營商也被強制要求提供定位服務。這次是一個Enhanced 112法案了。
偏差估算
傳統的三角定位是通過對位置的估計實現的。提出了一種基於兩觀察站位置偏差估計對運動輻射源定位的方法,採用最佳化的最小二乘和卡爾曼濾波算法實現定位。這種算法可使定位誤差圓機率模糊區迅速減小,縮短收斂時間,實現了快速定位跟蹤的目的。建立了位置偏差的狀態方程和測量方程,用上述算法進行了計算機仿真。該方法與位置估計仿真曲線進行了比較,收斂時間從2 s降低到1 s,並且提高了定位精度。
遠古實例
技藝精湛
“這決不可能只是巧合，”英國《每日郵報》14日援引布魯克斯的話說，“這種幾何測量十分先進和複雜。我們曾經認為石器時代的先民原始而野蠻，但現在看來必須徹底重新審視這種觀點。”“我們的祖先是技藝精巧的工程師，具有極高想像力和創造力，”他說。他還進一步大膽假設，居住在這裡的古代人也許是第一套導航系統的發明者。
作用意義
5000年前冰川期結束後，原來的低地和山谷變成沼澤，所以當時的人需要在高地重新建立村落，休養生息。由於當時生存環境惡劣，先民還必須不斷探索新定居點以增加人口。這套三角形導航系統為當時各定居點之間的商業往來服務，同時一些幫助建設新定居點的工人也可以用它找到回家的路。
這套精密複雜系統的問世比古希臘人發明幾何學還早2000多年。它至今仍是世界上最大的民用工程之一。
