室內(nèi)定位系統(tǒng)(IPS):超越GPS的導(dǎo)航系統(tǒng)

隨著交通的高速發(fā)展，GPS全球定位系統(tǒng)也成為了人們居家旅行外出游玩的必備工具。但是GPS只能告訴我們戶外的交通線路，而現(xiàn)在的巨型建筑又如此之多，在商場(chǎng)里逛個(gè)街都很有可能迷路，讓廣大路癡群眾很是著急。科技以人為本，IPS（Indoor Position System）室內(nèi)定位系統(tǒng)就這樣應(yīng)運(yùn)而生了。

為什么要研發(fā)IPS

從已經(jīng)十分普及的便攜式導(dǎo)航設(shè)備，到備受推崇的自動(dòng)駕駛汽車，甚至是巡航導(dǎo)彈的制導(dǎo)，所有的這些應(yīng)用技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，都要感謝美國全球定位系統(tǒng)（GPS）以及它的俄羅斯伙伴，格洛納斯全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS）。然而，她們都有美中不足的兩個(gè)地方：1、不能在室內(nèi)工作。2、它們只在二維世界里徘徊。

時(shí)至今日，這些限制因素造成的不便越來越明顯。畢竟，我們使用的是穿越了兩萬公里漫漫旅程的極其微弱的衛(wèi)星信號(hào)，相對(duì)較強(qiáng)的移動(dòng)電話信號(hào)在穿越混凝土和其他固體障礙物時(shí)都不甚給力，GPS衛(wèi)星信號(hào)就更別提了：在地球上偵測(cè)GPS信號(hào)的難度基本與搜尋兩萬多公里之外25瓦燈泡發(fā)出的微弱亮光相同。

在進(jìn)行海拔變化的偵測(cè)時(shí)，情況會(huì)變得更加復(fù)雜。GPS和GLONASS都能夠大體測(cè)量出海拔高度，但通常情況下測(cè)得的數(shù)據(jù)較為粗略并且精度有限（大概在10至25米的范圍）。當(dāng)然，盡管存在著種種缺憾，以GPS衛(wèi)星為基礎(chǔ)的導(dǎo)航系統(tǒng)也徹底改變了整個(gè)社會(huì)的各個(gè)方面：從黑客攻擊、農(nóng)業(yè)遙測(cè)、地圖測(cè)繪到找女朋友。

那么到底能不能研發(fā)出室內(nèi)進(jìn)行定位的導(dǎo)航系統(tǒng)呢？答案是肯定的。事實(shí)上，所謂的室內(nèi)定位系統(tǒng)（Indoor Positioning System ，IPS）幾乎已近實(shí)現(xiàn)了。

去年，谷歌地圖在安卓系統(tǒng)上推出了樓層平面圖應(yīng)用。服務(wù)地點(diǎn)包括購物商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)和一些大型的商業(yè)區(qū)。與此同時(shí)，諾基亞也在研發(fā)類似的室內(nèi)定位系統(tǒng)，但與普通的2D平面圖不同，該系統(tǒng)使用的是逼真的3D模型。Broadcom公司已經(jīng)發(fā)布了一款支持IPS的芯片（BCM4752 ），并且不久裝有此芯片的智能手機(jī)就會(huì)在市場(chǎng)上推出。

與GPS和GLONASS不同的是，IPS并沒有一套標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)作方法。谷歌的辦法是通過WiFi信號(hào)追蹤設(shè)備位置——通過識(shí)別建筑物中設(shè)置的WiFi信號(hào)熱點(diǎn)，對(duì)不同信號(hào)源的強(qiáng)度進(jìn)行三角測(cè)量，粗略地得出你的大概位置；諾基亞的方案與此類似，但是運(yùn)用的媒介是藍(lán)牙信號(hào)而不是WiFi信號(hào)，因而能夠得到更精確的結(jié)果（但是這意味著需要部署許多的藍(lán)牙信號(hào)源）；其它的構(gòu)想包括紅外線傳輸甚至聲源分析。值得注意的是：?jiǎn)为?dú)使用上述方案中的任何一種都無法達(dá)到較高的精確度和可靠性。在一個(gè)充滿著各種各樣亂七八糟物品、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的空間里，這些類型單一的信號(hào)會(huì)顯得非常簡(jiǎn)陋和嘈雜了，更何況還有移動(dòng)物體帶來的信號(hào)干擾。