測量位置在戶外導航系統方面取得了巨大成功，并且強烈要求在室內重復使用。能夠在建筑物內找到一個人可以通過許多不同的方式提供幫助，從在塔樓找到合適的辦公室到在商店中找到所需的部門甚至特定的產品，或者當你在超市里走動時提供高度針對性的交易。不幸的是，通過GPS，Glonass或即將推出的Galileo系統進行衛星定位的技術無法滿足室內定位的要求，即使標稱增強的測量精度低至1米，因為接收機難以處理多徑信號而無法看到衛星。

歐洲GNSS機構（GSA）和Rx Networks的測試使用多星座GNSS測量伽利略在GPS和GLONASS的各種組合中在包括城市峽谷和室內在內的真實環境中的性能接收器。雖然使用伽利略或多顆衛星有助于戶外城市峽谷，但結果顯示室內性能仍然很差（圖1）。

城市峽谷＃1城市峽谷＃2 GPS 331.9米76.2米GPS + GLONASS 42.9（13） ％）7.6米（10％）GPS +伽利略10.7（3％）5.4米（7％）GPS + GLONASS +伽利略43.0（13％）24.7米（32％）正數表示GPS改善。

室內＃1室內＃2 GPS 278.7米70.3 GPS + GLONASS 68.4米（25％）GPS +伽利略24.6米（9％）10.1米（14％）GPS + GLONASS +伽利略64.0米（23％）15.8米（23％）正數表明GPS改善。

然而，衛星覆蓋是一項關鍵技術，Maxim的MAX2769還可在單芯片上覆蓋GPS，GLONASS和Galileo導航衛星系統，可集成到可穿戴和便攜式設計中。這種單轉換，低IF GNSS接收器采用低功耗SiGe BiCMOS工藝技術，以低成本提供高性能和集成。

芯片內置完整的接收器鏈，包括雙輸入LNA和混頻器，其次是圖像抑制濾波器，PGA，VCO，分數N頻率合成器，晶體振蕩器和多位ADC。該接收器的總級聯噪聲系數低至1.4 dB，有助于提高室內使用的靈敏度。

MAX2769還通過實現片上單片濾波器，無需外部IF濾波器這些組件構成了一個完整的低成本GPS接收器解決方案，采用小尺寸設計，適用于可穿戴設計。集成的delta-sigma小數N頻率合成器允許以±40 Hz的精度對IF頻率進行編程，同時使用主機系統中可用的任何參考頻率或晶振頻率進行操作，并且數據以CMOS邏輯電平或在有限的差分邏輯電平。為了提高這些設備的性能以用于室內定位，可以添加其他技術以提高室內定位精度。一種方法是使用已經存在于許多智能手機中的表面貼裝3軸加速度計，例如飛思卡爾半導體MMA8653，以確定終端的方向。通過從衛星位置開始，可以檢測任何曲折和轉彎以提供位置的慣性測量。不幸的是，這需要定期進行衛星測量，這可能會耗盡手機的電量，并且已經顯示出精確度。這也需要室內環境的地圖，這可能是一個問題。

另一種方法是使用本地Wi-Fi無線信號來確定位置。這對天線制造商提出了挑戰，要求結合GPS和Wi-Fi的不同靈敏度要求。實際上，Antenova M10478等模塊專門設計用于抑制2.4 GHz頻段，以防止干擾并提高GPS接收的準確性。

RADIONOVA M10478 RF天線模塊是一種超緊湊的單一封裝，結合了RF和用于L1波段GPS和輔助GPS系統的同一模塊上的天線。

圖2：Antenova的Radionova M10478 GPS模塊。

它基于CSR的SiRFstarIV GPS架構，但關鍵是它與Antenova的高效天線技術相結合，為GPS接收提供最佳輻射模式。所有前端和接收器組件都包含在單封裝層壓基板模塊中，提供完整的GPS接收器以實現最佳性能M10478采用1.8 V正電源供電，具有低功耗和多種低功耗模式，可進一步節省功耗。精確的0.5 ppm TCXO可確保首次定位時間短（TTFF），這對于慣性導航組合至關重要。 M10478由SiRF軟件支持，并通過UART，SPI或I2C主機接口連接到控制器。

圖3：M10478框圖。

同樣來自Telit的JF2是基于SiRF IV GPS芯片的1.8 V模塊。它具有與外部控制器相同的UART，SPI或I2C主機接口，但也經過優化以連接到Telit蜂窩電話模塊。這提供了輔助GPS功能，該功能使用來自衛星的一些數據并將其與來自手機桅桿的數據相鏈接，以便更快地進行修復。然而，在室內這可能會受到缺乏穿透性的影響，特別是對于1800 MHz信號。因此，有幾家新公司爭相提供位置信息，采用多種不同的方法，盡管也存在滿足ISO要求的挑戰。/IEC 24730實時定位系統（RTLS）標準。

去年收購了WiFiSlam后，Apple獲得了一個專利申請，該系統結合了GPS，Wi-Fi接入點和機載位置數據庫。提供室內位置信息。這通過將代碼發送到基于服務器的定位系統來利用多個Wi-Fi接入點來縮小終端的位置。然后，系統估計接入點范圍內的其他設備的“存在區域”。然后使用附近的其他接入點來細化位置信息，尤其是存在區域中的位置信息。

阿拉巴馬州的Q-Track采用不同的方法，使用1 MHz無線信號提供位置信息。使用低頻率可以更好地穿透地板和墻壁，并且不易受多徑干擾的影響。但是，Q-track技術不使用信號強度來測量發射器和接收器之間的距離或GPS等飛行時間。相反，它測量信號的相位并使用近場屬性來確定接收器的位置和距發射器的距離。在戶外，系統精確到15厘米說，公司在室內上升到幾米。但是，通過繪制建筑物的射頻環境，可以將其縮小到40厘米，從而可以準確定位Q-track標簽。

隨著物聯網（IoT）增加更多的無線連接，還有其他在不依賴GPS的情況下，在室內定位人員和標簽位置的機會。

都柏林的Decawave使用低功率，擴頻GHz脈沖的飛行時間測量，以提供低至10厘米的室內精度。這主要用于定位設備而不是可穿戴系統，盡管它用于監控健康設備。

DW1000 ScenSor（Seek Control Execute Network Sense Obey Respond）使用與IEEE802.15.4 2011標準相同的超寬帶技術ZigBee使用的數據速率高達6.8 Mbit/s，相干接收器設計的射程高達300 m。這種方法不受多徑衰落的影響，因此可以在室內情況下的高衰落環境中進行可靠的通信。

圖4：用于室內跟蹤的Decawave DW1000 ScenSor。

結論

添加室內定位可穿戴設備的技術仍然是一個尚待解決的挑戰。 GPS，蜂窩和Wi-Fi等無線技術的結合為許多（但不是所有）終端提供了一條前進的路線。這也帶來了外形和功耗的挑戰。結合不同技術并確保互操作性和不干涉也是設計人員必須面對的挑戰。