1. 定位系统概述：GNSS、UWB、WiFi、蓝牙、惯性导航等主流定位技术原理对比
各位好，我是老周。在定位这行摸爬滚打了十几年，今天咱们来聊聊定位系统的那些事儿。
说实话，刚入行那会儿，我以为定位就是GPS。后来踩的坑多了，才发现每种技术都有自己的脾气。你想想看，在室内用GPS，信号都穿不过天花板，这时候就得靠别的技术了。
1.1 为什么需要多种定位技术？
没有一种定位技术能通吃所有场景。我做过一个项目，客户要求在大型商场里实现1米以内的定位精度。GPS在室内根本不行，WiFi指纹定位误差又太大，最后我们用了UWB和惯导融合的方案才搞定。
不同的场景，对定位的要求不一样：
- 室外开阔环境：GNSS是首选，精度够用，成本低
- 室内复杂环境：UWB精度高，但部署成本也高
- 低成本场景：WiFi或蓝牙，精度差点但够用
- 连续定位需求：惯导可以填补信号盲区
1.2 GNSS：全球导航卫星系统
GNSS是个大家族，包括美国的GPS、中国的北斗、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo。说白了，就是天上的卫星给你发信号，你算一下距离就知道自己在哪了。
工作原理：卫星不断广播自己的位置和时间，接收机收到至少4颗卫星的信号，就能解算出三维位置和时间。
关键指标：
- 单点定位精度：2-5米（民用）
- RTK差分定位：厘米级
- 冷启动时间：30-60秒
- 更新率：1-10Hz
我的经验：在城市峡谷里，高楼会遮挡卫星信号，这时候定位误差能到几十米。我建议在这种场景下，一定要结合惯导做辅助。
1.3 UWB：超宽带定位
UWB是室内定位的"尖子生"。它用纳秒级的脉冲信号，通过测量飞行时间（TOF）或到达时间差（TDOA）来定位。
为什么UWB精度高？因为它的信号带宽很宽（500MHz以上），时间分辨率高，能精确测量信号到达时间。说白了，就是信号"很窄"，你能准确知道它什么时候到的。
| 参数 | UWB | WiFi | 蓝牙 |
|---|---|---|---|
| 定位精度 | 10-30cm | 3-10m | 1-5m |
| 覆盖范围 | 10-50m | 30-100m | 10-30m |
| 功耗 | 中等 | 高 | 低 |
| 部署成本 | 高 | 低 | 低 |
避坑指南：我曾经在一个工厂部署UWB，结果发现金属货架对信号反射很严重，导致多径效应。后来我们调整了基站布局，增加了抗多径算法，才把精度提上来。
1.4 WiFi定位：低成本的选择
WiFi定位有两种主流方式：
- RSSI指纹定位：先采集各位置的信号强度，建立指纹库，然后匹配定位
- 三角定位：根据多个AP的信号强度，估算距离
说实话，WiFi定位精度一般，3-10米是常态。但好处是——不用额外部署硬件，直接用现有的WiFi路由器就行。很多商场、机场都用这种方式做粗略定位。
1.5 蓝牙定位：低功耗的选手
蓝牙定位主要靠蓝牙信标（Beacon）。信标不断广播信号，手机收到后根据信号强度估算距离。
蓝牙4.0以后的低功耗蓝牙（BLE），一个纽扣电池能跑一两年。我做过一个博物馆导览项目，每个展品旁边放一个蓝牙信标，游客靠近时自动推送讲解。
蓝牙定位的局限：信号不稳定，容易受人体遮挡影响。你想想看，手机放在口袋里和拿在手上，收到的信号强度能差好几dB。
1.6 惯性导航：不依赖外部信号
惯导是个"闷头干活"的主儿。它用加速度计和陀螺仪，通过积分计算位移和姿态。说白了，就是"走一步算一步"。
优点：完全自主，不受环境影响，更新率很高（100Hz以上）。
缺点：误差会累积。我做过测试，纯惯导走100米，位置误差能到5-10米。时间越长，误差越大。
我的建议：惯导一定要和其他技术融合使用。比如GNSS+惯导，GNSS提供绝对位置，惯导填补信号中断时的空白。这是目前最成熟的组合方案。
1.7 各技术对比总结
咱们用一张图来总结这几种技术的特点：
1.8 如何选择定位技术？
选型时，我一般会问自己几个问题：
- 精度要求多高？——厘米级选UWB，米级选蓝牙/WiFi，室外选GNSS
- 室内还是室外？——室内别指望GNSS，室外别浪费钱部署UWB
- 成本预算多少？——WiFi最便宜，UWB最贵
- 需要连续定位吗？——需要的话，一定要加惯导
- 功耗有要求吗？——电池供电的设备，蓝牙和惯导是首选
我的经验：别追求单一技术的极致精度。我做过一个项目，客户要求1米精度，我们用了UWB。后来发现其实蓝牙+惯导融合也能做到1.5米，成本却只有UWB的十分之一。有时候，够用就好。
好了，这一章咱们把主流定位技术都过了一遍。每种技术都有自己的脾气和适用场景。下一章，我会详细讲讲定位精度的评估方法，以及那些年我踩过的坑。
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