基于RT-Thread的物联全域定位技术

RT-Thread作为市面上装机量最大（超14亿台）、开发者数量最多（超15万）软硬件生态最好的操作系统之一，赋能了海量物联网设备，而对物联网设备特别是移动的设备来说，定位是必不可少的刚需。RT-Thread 生态合作伙伴维智科技专门为物联网设备打造了泛在全域、高性价比的定位解决方案，且已全面适配 RT-Thread 操作系统，一起来看看吧！  

1、什么是定位？

说到定位，相信大部分人都听说过 GPS，也就是 Global Positioning System，大家平时用各种地图 APP 导航都会用到。而 GPS 是美国主导的卫星导航系统，除此之外，还有我国的北斗卫星导航系统（BDS）、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）和欧盟的伽利略卫星导航系统（GALILEO），我们统称为全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）。

定位是一项古老而年轻的技术，中国古代先民已经用北斗星、指南针等做粗略的方向指引，而直到今天，5G、UWB 等新兴定位技术仍然方兴未艾，显示出人类对探求自身位置的不倦追求。

时空是万物在宇宙中存在的基本属性，而定位在很大程度上就是解决时间和空间的计算问题。从宏观上看，目前已有的定位网络可以分为以下三类，如图所示：

1.星基网络

全球的导航卫星构成了星基网络，持续广播星历信息，终端收到至少 4 颗卫星信号即可通过计算星端距离实现定位。从个人手机到无人机，一般主要是通过星基网络实现定位。星基网络最近的一个热点是基于低轨卫星的通信与定位系统，比如美国的星链、我国的时空道宇等公司，都声称可以提供基于低轨卫星的通信和高精度定位服务。普通消费者更熟悉的可能是近期华为Mate 50 和 iPhone 14 发布的卫星消息功能，可以实现荒漠、海洋、高山等信号盲区的紧急通信，也是高大上的卫星通信首次触达普通消费终端，尽管可能覆盖人群有限，但星基网络广域覆盖的优点还是彰显无遗，可能成为未来几年各大厂商竞相追逐的星端融合热点之一。

2.空基网络

在空中的飞行器构成了空基网络，每个飞行器持续传输自身的标识、精确位置、速度、朝向等信息给其他飞行器，这样机载系统就可以自行保持间距、优化路线、躲避坏天气等，而无需地面站的干预。当然，空基网络本身也会从星基网络中获取定位。

3.地基网络

由地面部署的各种无线通信基站、无线接入点等构成了地基网络，这也是大家非常熟悉的网络类型，绝大部分人和设备都通过地基网络进行通信。在户外条件良好的情况下地面设备也会从卫星中获取定位，而因为地基网络部署的一些特点，比如大量固定位置稳定部署的基站，地基网络自身也可以提供定位服务，这就是下文中会重点介绍的网络定位。今天定位技术的绝大部分创新都发生在地基网络，比如 SLAM、Wi-Fi FTM、5G、UWB、声波、可见光等等。

2、什么是网络定位？

如前文所述，星基网络基本上已经解决了高、中、低空各类设备的定位，为什么我们还需要依赖地基网络进行定位呢？这是因为卫星定位虽好，但还存在一些暂时难以克服的缺陷，比如：

室内或高楼峡谷场景，因为信号遮挡，GPS 信号弱，无法定位。这也是比较大的一个痛点。

冷启动时间长。定位启动时，需要搜星，这个过程长达几十秒，即便用 AGPS 等技术优化，依然有秒级的延迟。

功耗大。对于汽车等大型设备影响尚不明显，但对手机等个人终端影响较大，直接影响体感和续航。

如图所示：

空旷室外的定位交给 GNSS，地面复杂环境下的高精度定位，还是需要仰仗地基网络，这就是网络定位技术。 网络定位是把终端搜集到的无线信号（比如 Wi-Fi、基站、蓝牙等）通过互联网发送到某个定位服务供应商，从而获得经纬度。因为无线信号具有局部特征，比如某个 Wi-Fi AP 或基站，其信号覆盖范围都是有限的，如果能把一定范围的信号及其坐标保存下来，构成一个无线信号定位库，就可以实现基于无线信号的网络定位。实际上这也是网络定位的基本原理。 网络定位已经广泛应用于各类智能终端，比如大家使用地图导航时，需要开启位置开关，其中提到“基于 GNSS、网络信息”等，其实就是使用了网络定位。

可以想象，如果想实现全国范围内的网络定位，需要一个极其庞大的无线信号库，绝大部分公司都不具备这样的数据资源。实际上，国内能提供全域网络定位服务的公司屈指可数，比如高德、百度等。如果有公司想使用网络定位，在相当长的时间内，都只能在这几家巨头中选择。 现在，一个全新的选择来了。维智科技自成立伊始就着力构建一个万物互联的时空感知网络，经过几年积累，已经形成了巨头之外能提供网络定位技术的极少数公司之一。除了移动 APP，还面向海量物联网设备提供高性价比的网络定位服务，日均数十亿请求，定位精度和稳定性持续提升，服务质量已经得到充分验证。

3、维智网络定位的特色和优势

不同于 BAT 等巨头，维智网络定位服务从一开始就致力于提供高性价比、差异化的产品，拥有对中小客户极其友好的准入门槛（可能是业界最低的授权费用）和较高的性能（较高的 QPS 配额），对于小微开发者，甚至提供 X99 的极致费用。对于一些对安全性要求较高的行业还提供私有化部署，服务和数据全部托管在内部环境，打消客户对安全和隐私的担忧。为了帮助大家更好地理解维智服务的差异化优势，简单列举如下：

除了定位服务，我们还开发了一站式的位置智能 SaaS 平台 LoTBoard，如下所示：

管理数十万设备？实时轨迹追踪？围栏监控？大屏一览？统统不在话下，只要集成维智定位 SDK 或 API，稍加配置即可轻松开启美妙强大的位置智能之旅。

维智自主研发的室内外定位产品，包括方便APP和IoT终端快速集成的移动端产品、室内物联网自适应协同高精准定位的室内定位产品、提供位置管理与服务的平台端产品以及满足信创、安全、私有化部署的一体机产品。同时，为满足不同行业的应用需求，平台支持提供位置公有云服务及私有化部署服务。

维智物联全域定位，以“多终端适配、多平台集成、多网络融合”等特点，提供全域、极速、安全、智能的定位感知和服务，面向To G、To B、To C场景提供个性化的服务支撑。

编辑：黄飞