3.2 位置定位技术

定位是指通过对声、光、电等技术的应用，获取观察目标的位置。本节主要介绍GPS定位和TOA定位两种定位方式。

3.2.1 GPS定位

GPS是全球卫星定位系统（Global Positioning System）的简称，该技术利用通信卫星、地面控制和信号接收机对人和物进行动态定位，具有全球、全天候工作、定位精度高、功能多、应用广的特点。GPS可以提供实时的三维位置、三维速度和精密时间，而且不受天气的影响。

GPS由三大子系统构成，即空间卫星系统、地面监控系统和用户接收系统。利用GPS强大的功能，制造企业可以对运输中的车辆进行定位、跟踪调度及管理。利用GPS在全球范围内进行低成本、高精度三维位置、速度和精确定时的导航，可以大大提高智慧物流体系的信息化水平，有力地推动制造业的发展。

据《经济参考报》数据显示，上海市目前有近5万辆出租车，这些出租车的行驶里程占所有机动车辆行驶里程的36%左右，但其中有一半出租车处于空载状态。为改变这一现状，大众汽车率先在出租车上安装了GPS，并很快将这个系统推广到了全国的出租车上。

应用了GPS的出租车已经能做到根据用户的呼叫快速反应，每辆出租车每月可以节约汽油费1000多元，每年可节约汽油费5亿多元，不仅减少了尾气排放，有利于空气清洁和生态环境，还改善了上海道路交通的拥堵状况。

通过搭载GPS，出租车在什么地方、行驶速度是多少、发生什么突发情况，管理人员都可以清晰地在调度监控中心的电子地图上看到，这样既能保障司机的安全，也能实时监控司机，保证乘客的安全。

随着我国物流业与电商的发展和壮大，货物的运输量日益增多，车辆的经营管理和合理调度越来越重要。传统交通管理使用的是无线电通信设备，由调度中心向司机发出调度，司机根据自己的经验说出车辆的大概位置，但当司机行驶到陌生地带时，则无法进行准确定位。而搭载GPS则为车辆、轮船等交通工具提供了实时的导航定位。从调度管理和安全管理方面来看，通过车载GPS接收器，司机能随时知道自己的具体位置，得到该点详细的经纬度坐标、速度、时间等信息，以选择正确的行驶路线。

GPS在物流中的作用有以下几点。

（1）车辆跟踪调度。GPS在车辆与物流中心之间建立了迅速、准确、有效的信息传递通道，物流中心可以随时掌握车辆状态，监督运输车辆，还可以根据实际需要锁定车辆位置，远程控制车辆，同时为车辆提供服务信息。

（2）实时调度。通过GPS可以随时了解车辆的实时位置，并查询车辆当时的状态，例如运行方向、任务执行情况等。物流中心接到需求后，根据货物送达的地点，自动查询可供调用的车辆，并以最快的速度调度车辆，将用户的位置信息实时通知给附近的空载车辆，这样可以节省时间、提高效率，又可以迅速选择合理的物流路线、合理配置资源。

（3）报警。物流中心可以设定车辆的运行线路和界限，当车辆超出界限时，立即发出车辆越界警报。当运输途中遇到突发事件时，司机可以按下紧急呼叫按钮向物流中心求助，物流中心接到报警后，会立即开启自动记录与自动录音功能，并给予司机援助。

（4）用户服务功能。在运输过程中，用户能随时了解货物的状态，还可以及时获得车辆地理位置、路线规划等信息。

通过GPS，货物与司机的安全都更有保障。而且不管是用户、运输方，还是收货方都可以实时了解货物的情况，并推算到达目的地的时间，解决了传统物流存在的“货物一发出，什么都不知”的问题，增强了三者之间的信任。

3.2.2 TOA定位

TOA定位法的原理是通过测量接收信号在基站和移动台间的到达时间，得到距离，从而实现定位。然而想要通过该方法得到准确的定位，至少需要建立三个基站，各个基站的位置如图3-3所示。

虽然TOA定位原理简单，并且准确度较高，但是也有很多缺点。首先，TOA定位的精准度会受测量误差的影响。由于光的传输速度很快，哪怕是十分微小的时间差也会使后续计算的距离结果同实际情况相差甚远。

其次，利用这种方法进行定位必须做好对时间的把握。因此，一定要对发射信号做好时间标识，以便能区分出该信号是何时发出的。但是由于很难保证信号的实时接收，所以很难做到精确的时间同步。

图3-3 基站位置

最后，TOA定位的使用需要配置精准的时间检测仪器。对硬件设备要求高，导致成本增加。也正是因为其价格昂贵，TOA定位技术一般不会独自应用在光定位中。