基于WiFi定位的签到系统（2）--GPS、A-GPS、RFID、WiFi定位的比较

GPS

全球定位系统是美国从20 世纪70 年代开始研制, 历时20年, 耗资200亿美元, 于1994 年全面建成, 具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统[ 1] 。

GPS系统的特点是:

（1）全球、全天候工作: 能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和精密时间. 不受天气影响。

（2）定位精度高: 单机定位精度优于10m, 采用差分定位, 精度可达厘米级和毫米级。

（3）功能多, 应用广: 随着人们对GPS认识的加深, GPS在测量、导航、测速、测时等方面得到广泛的应用, 而且其应用领域不断扩大。

A-GPS

目前，全球卫星定位系统(GPS)的应用越来越广泛，但GPS也有一些缺点， 在城市，由于高楼、立交桥、隧道、无线电干扰等，往往造成GPS信号接收困难或丢失，不能准确导航定位；在野外，由于树林、山洞、恶劣天气等，造成GPS信号中断，无法确认位置。

近年来, 涌现的新产品A-GPS(网络辅助GPS)是一种将GPS与移动网结合，实现精度高( 5~ 20m )、定位快(约几秒)的手机解决方案。A- GPS 是一种结合移动通信网络基站信息和GPS信息对移动台进行定位的技术。该项技术需要在手机内集成GPS ***, 改造手机天线, 同时在移动网络上加建位置服务器、差分GPS基站等设备其基本框架是建立一个GPS参考网络，与移动网相连，手机内置一个GPS接收机。移动网将GPS 参考网络产生的辅助数据，如差分校正数据，卫星运行状况等传送给手机，与此同时，再将移动网数据库中手机的近似位置或小区基站位置传送给手机。手机得到这些信息后，根据自己所处的近似位置和当前的卫星状况，可以很快地捕获得卫星信号， 定位响应时间很快，仅几秒钟。 A-GPS 可用于2G ( GSM )、2. 5G( GPRS)和3G(W-CDMA )。

A-GPS不足：

A-GPS的定位实现必须通过多次网络传输（最多可达六次单向传输），这对运营商来说是被认为大量的占用了空中资源。A-GPS最主要的问题是用户对于使用移动定位业务必须更换手机难以接受。而且A-GPS手机比一般手机在耗电上有一定的额外负担，间接减短了手机的待机时间。除此之外，就是使用有效性问题。由于GPS系统受美国政府拥有和控制，在非常时期（如海湾战争、反恐战争等），民用GPS服务可能会受到影响，A-GPS的定位业务更难以正常运作了。

RFID

RFID是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触，在物流、交通、安防、食品、零售等行业得到广泛应用，也被应用到室内定位。

RFID系统由3部分组成:

（1）标签( tag): 由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用标签作为应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。

（2）阅读器(reader) : 由天线，耦合元件，芯片组成，读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式rfid读写器（如：C5000W）或固定式读写器。

（3）天线( antenna) : 在标签和读取器间传递射频信号，作用距离数米至数十米。

电子标签中一般保存有约定格式的电子数据,在实际应用中, 电子标签附着在待识别物体的表面。

RFID的工作原理是识别器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码等信息由识别器读取并解码后，送至计算机系统，当阅读器运动时可读出附近的标签，从而完成局部定位。目前, 常用的一种定位方法就是RSS, 基站要能够覆盖整个室内范围, 当一个标签处于某个基站附近时, 这个基站获得的信号强度最强, 根据相近优先的原则, 能够很容易地判断它的位置, 如果某个标签移动到几个阅读器的重叠范围时, 每个基站获得的信号强度不一致, 对比信号强度能很精确地判断出待定位标签的具体位置[2]。

它存在以下3个方面的不足:

（1）RFID由邻近参考标签的位置来确定待定位标签的位置的，所以，待定位标签的定位精度完全是由邻近参考标签决定的, 在该系统中， 定位的误差范围理论上被控制在邻近的几个参考标签所组成的多边形范围内，但实际上只有在参考标签均匀分布和周围环境情况一致的情况下，才能这样理解。

（2）要想获得较高的定位精度, 就必须布设高密度的参考标签, 然而, 高密度的参考标签布设又会加剧信号之间的碰撞, 影响接收信号的强度。

（3）该系统在确定邻近参考标签的时候, 需要计算每一个参考标签与每一个待定位标签之间的欧氏距离, 根据欧氏距离值的大小来确定邻近参考标签, 这样, 势必会导致大量的不必要的计算而增加计算系统的负担。

WiFi定位

WiFi实时定位是利用现有的无线网络，配合WiFi标签和相关的移动终端设备比如WiFi手机，PDA,笔记本电脑等，再结合相应的定位算法，来确定相关人员和物品位置的一种新技术。随着IEEE802.11技术的成熟，WiFi在世界各地普及，其覆盖面越来越广。WiFi热点或基站定期发送的信号中所含的接收信号强度（RSS）信息为定位移动台提供了可能。当前，绝大多数基于WiFi的定位系统都利用RSS，其方法主要分成两类：三角形算法和位置指纹识别算法。三角形算法利用待测目标到至少三个一直参考点之间的距离信息估计目标位置，而位置指纹识别则通过比较定位所需的信号特征指纹信息获取目标位置。

基于WiFi的定位具有如下优势：

（1）可工作于室内、室外等不同场合，为实现无处不在的定位提供了可能性。

（2）仅依赖于现有的WiFi网络，无需对其进行任何改动，使用成本低。

（3）WiFi信号收非视影响小，即使在有障碍物阻挡的情况下也能使用。

相关链接：

GPS ：http://baike.baidu.com/link?url=Ls_J8VZdPN5MPd5X5-wx0V7z5DLki88cySk3tMxugN2NZniOKt8u_I4BHyIn1mQkGOVxWVanLsvQNIbI-M5Cva

A-GPS ：http://baike.baidu.com/view/1791029.htm?fromtitle=A-GPS&fromid=6504290&type=syn

RFID ：http://baike.baidu.com/subview/531097/13865303.htm?fromtitle=RFID&fromid=497249&type=syn

RSS ：http://baike.baidu.com/subview/1644/7031575.htm

欧氏距离 ：http://baike.baidu.com/view/2869924.htm?fromtitle=%E6%AC%A7%E6%B0%8F%E8%B7%9D%E7%A6%BB&fromid=1798948&type=syn

RSSI ：http://baike.baidu.com/view/652311.htm