地磁定位的由來

眾所周知，我們生活的世界，處處遍布著地球磁場。合理利用這種天賜的資源是生物的本能。

很多鳥類，尤其是遷徙的候鳥，在做長途飛行時都能利用地球磁場來保持其飛行路線不發生偏離，研究發現這些鳥類有一種特殊的“聯覺”，可以讓它們“看到”地球磁場中磁力線的分布,就好像它們看到周圍環境中只有五彩繽紛的圖案一樣。

而人類利用地磁進行方向辨認和導航亦由來已久，古代人發明的指南車、航海羅盤，都是很好的例證。現如今，隨著測量儀器的發展，和對地磁研究的深入，人們可以對不同空間的地磁場進行精確描述和測量，使得地磁定位導航成為了可能。

室內地磁定位是怎么一回事？

地球本身是一個巨大的磁體，它在地理南北兩極間形成一個基本的磁場。但這種地球磁場會受到金屬物的干擾，特別是穿過鋼筋混凝土結構的建筑物時，原有磁場被建筑材料(金屬結構)擾動扭曲，使得每個建筑物內都形成了獨特的“磁性紋路”，也就是說在室內形成了一種有規律的“室內磁場”。

而且，如果建筑物本身不發生鋼筋體的結構性改變，室內磁場的特性也就固定不變。而室內地磁定位正式捕捉這種“室內地磁場”的規律特征來實現的，通過手機端普遍集成的地磁傳感器去收集室內的磁場數據，辨認室內環境里不同位置的磁場信號強度差異，從而匹配自己在空間中的相對位置。

室內地磁定位精度

理論上不同位置的地磁場差異性是微秒的，普通的測量工具是無法探測的，但這種被建筑物擾動扭曲后的“室內地磁場”卻恰恰加強了地磁信號的差異性，使得室內地磁數據的獲取變得可能，也間接提高了定位的精準性。由于室內每一小塊空間的磁場紋路都是獨一無二的，所以當手機獲取了該區域的磁場特征后，匹配系統中的磁場數據庫，就能進行精確定位，通常精度在2米左右，足夠勝任大部分室內環境的定位需求。

室內地磁定位的優勢

1、無硬件

定位環境不需要部署額外的硬件，完全零施工，也不用采用額外的終端，帶有地磁傳感器的手機即可部署和體驗，不分場景和時間，不需擔心設備供電，不需要現場維護等各種問題，方便用戶進行大規模推廣和應用。

2、無累積誤差

作為一種匹配定位算法，地磁導航的誤差不會隨著時間產生累積效應，非常適合與慣性導航系統進行信息融合，構成組合導航系統，對慣性器件產生的累計誤差進行及時的修正。

3、低成本

由于沒有了硬件成本，室內地磁定位系統的整體成本也會大大降低。

室內地磁定位的不足

1、地磁數據采集工作

地磁定位技術的使用要始于對現場地磁數據的采集，而且每當室內環境有較大的變動，比如重新裝修的情況時，需要重新對現場地磁數據進行采集更新，這相當于給用戶帶來了較多的工作量。

2、信號干擾

地磁信號本身是容易受到金屬物的干擾，室內環境又很難保持一成不變，假如用戶周邊突然出現駛過一輛汽車，現場磁場受到干擾，對其位置的獲取勢必有較多影響，因此地磁定位的穩定性值得商榷。

3、初始位置的獲取

地磁定位是相對位置，所以單純依靠地磁來定位是沒法立刻獲取初始位置的，很多方案都要求用戶在使用定位前在室內行走5~8米，以幫助獲取初始位置，也有很多方案采取其他定位技術(比如PDR/iBeacon/Wifi)來輔助獲取初始位置，這也是室內地磁定位技術最難解決的問題。

結語

對于大部分商業場景來說，地磁定位技術的精度以及穩定性已經足夠，而且由于是純軟件定位，很容易受到推廣，但對于想要獲得更穩定更精確的定位效果的場景或者用戶來說，單純的地磁定位技術就顯得沒有太多優勢，個人認為，多種輕定位技術的融合方案是最值得去研究的，比如iBeacon+地磁或者Wifi+地磁，一方面能夠獲得較高精度，另一方面用戶體驗也比較流暢。

總結

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