随着人们对室内定位系统的需求与日俱增， 机场、 展厅、 写字楼、 仓库、 地下停车场、 监狱、 军事训练基地等都需要使用准确的室内定位信息， 对可用空间和库存物资实现高效的管理，跟踪危险地带的救火人员等。为此， 人们探索了很多技术方法以满足无线室内定位的需求。目前， 有多种无线技术可以进行室内定位， 包括室内GPS、 RFID、IR、 WLAN、 Bluetooth 以及UWB，它们都是利用定位网络， 通过接收到的信号参数，根据特定的算法对个人或者物体在某一时刻所处的位置进行测量。
首先要介绍一下定位算法，目前的定位算法，从原理上来说，大体上可以分为3 种，临近信息法，场景分析法以及几何特征法。
临近信息法：利用信号能够作用的工作范围，可以大致确定待测点在某参考点附近。但该方法只能提供大概的定位信息。例如利用手机基站定位，可以确定来电归属地，但精度也只能确定在某一地区，应用领域有限。
场景分析法：对于指定位置的可测量特征定位。如基于测量接收信号的强度（Received Signal Strength，RSS），与实现测量的、存在数据库的该位置的信号强度作对比[2-4]。理想的场景分析法可以利用视频识别，看到某一景物就能确定位置，但这需要庞大的信息知识库做支撑。射频电子标签定位算法也属于广义上的场景分析法的实例之一。
几何特征法：几何特征法是利用几何原理进行定位的算法，是目前应用最广泛的定位算法，通常需要多个点和边作为已知条件进行计算定位，具体又分为以下几种]:
（1）三边定位法。在平面内，已知用户到达不在同一条直线上的三点的距离，则可以根据这三条边及对应的参考点，以每条边为半径画圆，交点即为用户的位置，空间就是三球交汇的原理实现定位，GPS 的传统定位算法利用的就是该原理，这种定位算法称为基于信号到达时间（Time ofArrival，TOA）。
（2）三角定位法。已知两个参考点，并且知道用户到这两个参考点的角度，根据已知一边及两底角，则可以引出两条直线，交点即为用户位置。该定位算法称为基于信号到达角度（Angle of Arrival，AOA）。
（3）双曲线定位法。双曲线的数学定义是平面的一点到两个固定点距离的差为常数的点的轨迹，根据该原则，可通过三个点确定两组双曲线（有一个共用点），两组双曲线的交点即为用户位置。该定位算法称为基于信号到达时间差（Time Difference of Arrival，TDOA）。
室内定位技术介绍
光跟踪定位系统
该系统种类繁多， 但都要求所跟踪目标和探测器之间线性可视， 这就把它的应用局限到了仅室内的范围且须保证所监测的目标是不透明的。在视频监视系统中，往往采用在被监控的环境中安装多台摄像设备， 这些摄像设备可连接到一台或几台视频监控器上， 通过视频监控器， 对观察对象进行实时动态地监控， 有的甚至可以进行必要的数据存储。光定位技术也被应用于机器人系统， 通过固定的红外线摄像机和很多红外线发光二极管的一系列协同配合， 达到定位的目的。由于其本身的特点， 要实现高精度的光定位技术，其配备要求比较复杂。
GPS
GPS（Assistant-GPS）最先由高通公司提出，目的是增强在室内无法正常使用的GPS 卫星信号，通过基站，网络信息及服务站从而实现对手机用户的室内定位。主要应用在GPS微弱的区域和实现快速定位。但由于其占用移动通信资源，并存在网络拥堵情况，在室内定位领域并没有得到大面积的应用。
RFID定位系统
此系统基于信号强度分析法， 采用聚合算法对三维空间进行定位， 通过标识检测到的信号强弱来表示标识之间的距离， 主要用于门禁系统， 包括主动RFID 和被动RFID。优点是标识的体积比较小， 造价比较低， 但是作用距离近，不具有通信能力， 而且不便整合到其他的系统之中。
红外线室内定位系统(IR)
IR标识通过发射调制的红外射线， 通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。虽然红外线具有相对较高的室内定位精度，但是由于光线不能穿过障碍物， 使得红外射线仅能视距传播。当标识放在口袋里或者有墙壁及其他遮挡时就不能正常工作， 因此需要在每个房间、 走廊安装接收天线， 造价较高。
超声波定位系统( Ultrasonic Positioning )
超声波定位主要采用反射式测距法， 通过三角定位等算法确定物体的位置。虽然整体的定位精度较高， 但是需要大量的底层硬件设备， 因此存在成本较高的缺点。
蓝牙定位系统( Bluetooth)
蓝牙技术用于室内定位时， 采用经验测试与信号传播模型相结合的方式， 通过测量信号强度进行定位。其最大的优点是设备体积小、 易于集成在PDA、 PC以及手机中， 因此很容易推广普及。理论上， 对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备的用户，只要设备的蓝牙功能开启， 蓝牙室内定位系统就能够对其进行位置判断。目前蓝牙室内定位系统的主要不足在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵， 而且对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差。
室内GPS定位系统
当GPS接收机在室内工作时， 由于信号受建筑物的影响而大大衰减到十分微弱的地步， 要想达到室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息是不可能的。为了得到较高的信号灵敏度， 就需要延长在每个码延迟上的停留时间， AGPS技术为这个问题的解决提供了可能性。室内GPS技术采用大量的相关器并行地搜索可能的延迟码， 同时，也有助于实现快速定位。
超宽带室内定位系统( UWB)
超宽带技术是近年来发展起来的一种无线电技术， 因其信号具有定位低成本、 抗多径干扰、 穿透能力强等特点， 能够提供精确到10~30 cm的测距信息， 非常适用于室内定位系统的应用。美国、 加拿大、 英国等发达国家近年来投入了大量的人力和物力来对相关技术和产品进行研究和开发。超宽带定位在我国的研究才刚刚起步。
其中， 光跟踪定位系统只能是单用户， 且设备配备要求比较复杂；RFID依赖信号强度， 信号容易被干扰；红外线也易被荧光灯或者房间内的灯光等干扰， 在精确定位上有局限性；超声波受多径效应和非视距传播影响很大， 且设备成本较高；蓝牙器件和设备的价格比较昂贵， 而且对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差；如果采用GPS伪码测距定位技术， 系统本身定位精度在5~20m， AGPS也无法将精度提高， 满足不了室内高精度定位的需求；尽管超宽带技术在众多方面拥有优势， 但其发展处于初级阶段，技术还不成熟。
WLAN/Wi-Fi定位
IEEE 于1997 年发布了无线局域网标准802.11，随着WLAN 在全球的迅速发展和普及，该标准也在不断的补充和完善。数据调查显示：截至2015 年底，WLAN的数量已经扩大到6.46亿个。Wi-Fi 技术可通过RSS 等方式实现复杂环境下的定位，定位精度大约在1-20m。直至今日，Wi-Fi 技术仍是各大公司角力的焦点。
ZigBee定位
ZigBee 是一项无线技术标准，可当作一项低速无线个人局域网络。特点是“两低”：低功耗，低数据传输率，速率理论上限仅为250kbps。ZigBee 节点的覆盖范围大约100m，在室内环境应用时，有效覆盖范围大约20m-30m，覆盖范围大于蓝牙技术。采用RSSI 技术，所以ZigBee 的信号传输同样易受到多径效应和环境影响。
惯导定位
惯性导航常作为一种辅助导航方式，与GNSS 技术有着紧密联系。在GNSS技术无法施展拳脚的室内，惯性导航仍可以作为一种独立的导航定位方式得到应用。该技术一般由多个惯性传感器，通过特定的定位算法（一般为步行航位推测法和捷联惯性导航法）来实现定位。传感器包括MEMS，加速度计等。早期的惯性传感器，由于单个造价成本非常高，并且MEMS 等器件温漂严重，使其应用受到了限制。而随着MEMS 技术的发展和成熟，目前价格可以低至几块钱，尺寸也只有拇指大小，极大的扩展了惯性导航在室内定位领域的应用。
地磁定位
地磁定位技术是通过手机的感应器测量环境中的地磁信号，通过与标准的地磁场基准图比对来实现定位。该方法具有的优点是不需要铺设基础硬件设施，成本低。缺点是稳定性较差。目前有一种新的近场电磁测距技术NFER(Near-FieldElectromagnetic Ranging)，该技术因不受视距条件影响，可以穿透钢筋混凝土，故受到越来越广泛的关注，代表性系统为2011 年的二维定位系统Q-Track，覆盖范围23m，定位精度可达50cm。
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