1. 课程导入

各位同学好，我是老张。做定位算法这行十几年了，从最早的GPS单点定位做到现在的多系统融合，踩过的坑不少。今天咱们先不急着写代码，先把整个定位技术的「家谱」理清楚。

你想想看，现在手机里随便一个地图App都能告诉你位置，但背后的技术其实分了好几个流派。我刚开始入行时也犯过迷糊——为什么有的定位能精确到厘米，有的却只能到几十米？

嗯，这背后其实是一棵完整的「定位技术家族树」。咱们今天就用一张图把它讲透。

1.1 定位技术的两大分支

先说个大框架。所有定位技术，说白了就两类：

• 卫星定位：靠天上的卫星给你算位置，覆盖全球，但室内不行。
• 地面定位：靠基站、Wi-Fi、蓝牙这些地面设施，室内室外都能用，但覆盖范围有限。

我个人习惯把卫星定位叫「天基」，地面定位叫「地基」。这两者不是互斥的，现在很多方案都是「天基+地基」融合着用。

1.2 卫星定位家族：从GPS到北斗

卫星定位这块，目前全球有四大系统：

系统名称	所属国家	卫星数量（约）	特点
GPS	美国	31	最成熟，全球覆盖，民用精度5-10米
北斗	中国	30	有短报文功能，亚太地区精度更高
GLONASS	俄罗斯	24	高纬度地区表现好
Galileo	欧盟	26	民用信号免费，精度高

我记得2015年做第一个多系统接收机项目时，只支持GPS和GLONASS，北斗还没完全组网。现在倒好，新出的芯片基本都是全系统全频段了。

1.3 定位精度的四个层级

同样是卫星定位，精度可以差好几个数量级。我习惯把它分成四个层级：

1. 单点定位（SPS）：只用一颗卫星的伪距，精度5-10米。手机里默认就是这种。
2. 差分定位（DGPS）：加一个地面基准站修正误差，精度1-3米。
3. RTK（实时动态定位）：用载波相位做差分，精度厘米级。
4. PPP（精密单点定位）：不用基准站，靠精密星历，精度分米到厘米。

你想想看，从10米到1厘米，差了三个数量级。但代价也不一样——RTK需要架基站或者用网络RTK服务，PPP需要等收敛时间。

1.4 地面定位技术：室内场景的救星

卫星信号进不了室内，怎么办？地面定位技术就派上用场了。常见的有：

• Wi-Fi定位：靠信号强度（RSSI）指纹匹配，精度3-10米。
• 蓝牙定位：用iBeacon或者AOA到达角，精度1-3米。
• UWB定位：超宽带，精度10-30厘米，但需要部署基站。
• 基站定位：靠手机信号塔，精度50-200米，只能看个大概。

我个人觉得，UWB是室内定位的未来。去年帮一个工厂做AGV小车定位，用的就是UWB+IMU融合，效果比纯Wi-Fi好太多了。

1.5 一张图看懂定位技术家族树

说了这么多，咱们用一张SVG图把整个家族树画出来。这张图我画了好几个版本，最后定下来这个结构——从「天基」和「地基」两大分支往下展开，再到具体的系统和算法。

1.6 怎么选？我的经验之谈

看完这张图，你可能想问：那我做项目时到底该用哪种？

我个人的经验是，先看三个条件：

• 场景：室外还是室内？开阔还是遮挡？
• 精度：要米级还是厘米级？
• 成本：能接受加基站吗？还是只用现成的卫星？

举个例子，做共享单车定位，用GPS单点定位就够了，成本低、功耗小。但做自动驾驶，必须上RTK+IMU+视觉融合，少一个都不行。