什么是IPS（室内定位系统）？一文读懂！

技术是人类非凡想象力的最伟大成就。在定位和导航技术方面，GPS（全球定位系统）基于卫星信号在室外提供精确定位，是20世纪的一大飞跃，而IPS（室内定位系统）则在GPS无法正常工作的室内环境中开辟了一个全新的世界。本文将介绍室内定位系统，并概述可用的不同技术。

什么是IPS？

IPS，即室内定位，也称为室内位置跟踪，是一种用于定位GPS信号不够强的封闭空间内的人或物体的设备网络。简单来说，可以解释为“室内GPS”。就像GPS可以帮助人们定位地球上任何地方的物体一样，IPS也可以做同样的事情，如火车站、购物中心、医院和地下场所等大型室内空间。室内定位系统能够准确定位建筑物内物体的位置，通常通过移动设备进行，如智能手机或平板电脑。

IPS对于增强室内定位体验至关重要。据估计，一个人超过70%的时间是在室内度过的，因此对提供室内定位服务的技术仍然有很强的需求，这对于IPS技术厂商来说也是一个巨大的市场机会。IPS对于日常工作可能不是必需的，但是当进入不熟悉的环境时，尤其是在GPS信号非常弱的紧急情况下，例如多层建筑、煤矿、灾难管理等，它是绝对必要的。

为什么需要IPS

很多人都想知道为什么GPS不能在室内使用，而又为什么室内定位系统如今如此流行。继续阅读，便可知晓。

室内使用GPS信号不准确

GPS的成功改变了我们与技术的联系方式。然而，其效率仅适用于室外，无法满足复杂的室内环境的期望。由于GPS技术使用在轨卫星的信号，一旦卫星波试图穿透障碍物进入建筑物，这些信号就会被屋顶和墙壁严重衰减。通常情况下，在空旷区域、周围没有高大建筑物遮挡信号的情况下，GPS的精度可以达到5m-10m。

精准定位的广泛应用

精准定位的广泛应用增强了室内定位系统服务的需求。在需求存在的同时，室内定位系统凭借其提高服务效率的优势，在各个行业中变得越来越重要。除了GPS信号范围之外，商业、医疗保健、军事或仓库库存跟踪等行业也利用IPS服务。目前，IPS系统还没有标准，包括Google和Nokia在内的企业都在努力将这些解决方案带给客户。

IPS如何工作

在我们深入研究IPS技术之前，了解其工作原理非常重要。与GPS的发射接收原理类似，IPS的工作原理相同。IPS使用各种信标和标签，根据收集的观测数据估计目标物体的位置。为了跟踪建筑物内的物体，部署固定信标（锚点）来接收从附着在被跟踪物体上的移动信标（标签）发送的信号。锚点接收来自标签的信号并将其转发到服务器，然后服务器计算该物体的实时位置。

IPS技术的类型

与基于卫星的GPS相反，IPS是多种不同技术的熔炉，包括无线电技术、光学技术、声学技术和磁技术，而每种技术都有其自身的优点和局限性。不同的IPS技术和工艺齐头并进，以实现更高的准确性。以下为使用各种类型信号的分类。

使用无线电信号的IPS

基于无线电的技术广泛应用于室内定位系统，因为这些信号可以穿过工作场所常见的许多材料，包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、射频识别(RFID)、超宽带(UWB)、无线电检测和测距(雷达）。此类系统可以通过从发射器传播到接收器的无线电信号来检测物体位置。

使用光信号的IPS

虽然光信号是某种电磁辐射，但其与无线电波有很大不同。这种室内定位系统类型由发光和反光物体组成，包括红外系统、可见光通信（VLC）、光检测和测距（LiDAR）。

使用声音信号的IPS

声音信号由在空气中传播的压力波组成。由于声音的传播速度比电磁信号慢得多，因此测量时间段变得更加容易。这些系统可以非常准确，但由于固体表面会阻挡信号，因此其通常只能在较大的开放设施中使用，包括超声波和可听声音。

使用磁场的IPS

为了确定人或物体的位置，基于地球磁场的室内定位系统使用磁力计来测量磁场变化。无需无线网络信号，位置估计通过诸如指纹识别之类的方法来实现。

IPS的常见用例

IPS一词含义广泛，几乎可以在许多行业中实施，在这些行业中，室内空间内的有生命或无生命物体的精确定位是必不可少的。无论是在购物中心、游乐园、交通枢纽、医院、大学，甚至是大型企业办公室，IPS都可以通过智能手机上的应用程序让轨迹定位和导航成为一次愉快的旅程。以下为IPS的一些常见用例。

机场和火车站

在交通枢纽，无论是大型机场、火车站还是公交车站，室内定位系统对乘客都有很大的帮助。人们可以借助室内地图在车站内找到自己的位置，并找到一条不太拥挤的路线取车。交通枢纽还可以应用室内定位技术，为出行者提供更好的体验。

工业与制造业

近年来，室内定位系统在工业和制造业中的使用不断增加，目的是提高劳动安全性、降低成本并节省流程时间。特别是在大型工厂，室内定位系统在资产控制、物流、应急响应等方面有很大帮助。

购物中心

IPS不仅可用于增强消费者的购物体验，还可用于供应商举办的基于位置的营销活动。通常，这些购物中心规模较大且基础设施复杂。基于共享的指南资产，访客可以花更少的时间找到想要的产品，并获得有关其在商场内可以容易访问的相关信息。

医院

几十年来，医院一直在努力解决室内寻路问题。室内定位系统可以帮助游客轻松导航，从而减轻压力和迟到。此外，医生和其他工作人员也能受益匪浅，能够快速找到医疗设备，定位一定范围内的患者，避免紧急情况的延误。

多层停车场

多层停车场通常建在购物中心和大型办公楼下面，这些地方没有GPS信号。使用室内定位技术的智能停车系统可以跟踪停车场的占用情况，并协助驾驶员建立前往最近可用停车位的路线。此外，还可以创建基于IPS的数字地图，以保证导航和车辆的便捷出入。

IPS和GPS有何不同

当谈到GPS和IPS之间的区别时，很多人可能会感到困惑，因为它们执行相似的任务，并缩写也相似。事实上，IPS可以看作是GPS的进一步发展和延伸。如前所述，IPS和GPS最大的区别在于应用领域。一种是针对室内环境精确设计的，另一种是针对室外空间实际设计的。

由于室外和室内空间的巨大差异，IPS和GPS采用的技术完全不同。GPS接收器必须锁定来自三颗或更多卫星的信号才能确定位置并跟踪运动，而IPS应用多种技术来进行更精确的测量。值得注意的是，室内GPS是一个正在进行的研究领域，未来可能会出现新的选择。

室内导航和室内定位一样吗

室内导航和室内定位实际上是两个独立的应用，它们结合在一起为用户提供增强的寻路体验。室内定位允许用户精确定位其在建筑物内的位置，室内导航将建议到达用户想要的目的地的路径。简单来说，室内定位或跟踪是被动记录数据，而室内导航是主动建议用户遵循路径。

室内导航结合了室内定位技术和寻路技术，在室内地图上显示一个蓝点，随着用户实时移动。如果没有室内导航系统，只能显示当前的位置，但没有方向；而如果没有室内定位系统，室内地图的用户必须在地图上选择起点和终点坐标。总之，有了室内定位系统，可以创建更有效的交互式室内导航。