要建立一個有效的物聯網，有兩大難點必須解決:一是規(guī)模性，只有具備了規(guī)模，才能使物品的智能發(fā)揮作用:二是流動性，物品通常都不是靜止的，而是處于運動狀態(tài)的，必須保持物品在運動狀態(tài)，甚至高速運動狀態(tài)下都能隨時實現對物品的監(jiān)控和追蹤。在當前技術條件下，對運動狀態(tài)物品的追蹤最好的方法是依托全球定位系統(GPS) 來實現。

聲明：部分內容及圖片來源于網絡，如有侵權請聯系刪除。 1)全球定位系統概述

GPS是經美國國防部批準，由美國軍方主導研制的空間信息基礎設施，可向全球用戶提供連續(xù)、實時、高精度的三維位置、三維速度和時間信息。目前，國際上一致將這一全球定位系統簡稱為GPS.此外，俄羅斯建成和維護的全球定位系統稱為GLONASS,歐盟的稱為Calileo我國建設的系統稱為北斗導航衛(wèi)星系統(BNSS) .這些系統稱為GNSS (全球導航衛(wèi)星系統)。

以美國的GPS為例，它主要由三大部分組成，即空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶核收部分。

(1)空間星座部分?？臻g星座部分由24顆衛(wèi)星組成，其中3顆為備用。每顆工作衛(wèi)星上裝有高精度原子鐘，它發(fā)射標準頻率，提供高精度的時間標準，是衛(wèi)星的核心部分。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面上，平均高度為20200 km,傾角為55，衛(wèi)星運行周期為11h 58 min.這樣的分布保障了在地球上任何地點、任何時刻至少可以同時觀測到4顆衛(wèi)星。加上衛(wèi)星信號的傳播和接收不受天氣影響，因此可以實現全球性、全天候的連續(xù)實時定位。

(2)地面監(jiān)控部分。地面監(jiān)控部分由監(jiān)測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)和地面天線(Ground Antenna)組成。它們分別完成監(jiān)測采集衛(wèi)星信息、編制星歷和修正參數以及對衛(wèi)星進行信息注入。各站之間采用現代化通信系統進行聯系，在原子鐘和計算機的驅動和精確控制下，各項工作實現高度的自動化。

(3)用戶接收部分。用戶接收部分主要利用GPS接收機接收衛(wèi)星發(fā)射的信號，捕獲按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星的運行，然后將獲取的定位觀測值經數據處理而完成導航定位任務。當接收機捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后，就可測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率，解調出衛(wèi)星軌道參數等數據。根據這些數據，接收機中的微處理器就可按定位解算方法進行定位計算，計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度和時間等信息。

2)定位基本原理

GPS具有兩類基本觀測，即偽距測量和相位測量. GPS根據這兩類測量來完成相應的定位、測速、授時等基本功能。

(1)偽距定位。偽距定位所采用的觀測值為GPS偽距觀測值，所采用的偽距觀測值既可以是C/A碼偽距，也可以是P碼偽距。偽距定位的優(yōu)點是數據處理簡單，對定位條件的要求低，不存在整周模糊度問題，可以非常容易地實現實時定位:其缺點是觀測值精度低，C/A碼偽距觀測值的精度般為3m, P碼偽距觀測值的精度一 般在30cm以內，從而導致定位結果精度低。另外，若采用精度較高的P碼偽距觀測值，還存在長碼捕獲的問題。

(2)載波相位定位。載波相位定位所采用的觀測值為GPS的載波相位觀測值，即LI、L2或它們的某種線性組合。載波相位定位的優(yōu)點是觀測值的精度高，一般優(yōu)于2 mm:其缺點是數據處理過程復雜，存在整周模糊度問題。

3)全球定位系統在物聯網中的應用

GPS對于物流中物品的監(jiān)控與追蹤十分有效。利用單片機將GPS芯片的定位信息進行適當處理，然后由GSM芯片將物品坐標發(fā)送至手機終端，即可實現物品在流動過程中的實時監(jiān)控和追蹤。

流動物品從儲存地(如商店)搬運到運輸工具上時，采用RFID射頻自動識別儀器，將此批運輸的物品信息發(fā)送到綁定在物品中的流動監(jiān)控套件上(由GPS/GSM芯片和單片機組成)，發(fā)送是通過儀器依托移動通信網GSM來實現的，并伴隨流動物品所需的信息存儲在單片機上，隨物品運送到流動的終點。在流動過程中，GPS通過獲得多顆定位衛(wèi)星的信號可計算出自身的位置(還可以包含位移和速度)，并傳遞到單片機;單片機提取所需信息后將此批物品的其他信息捆綁編碼，然后由GSM芯片將其發(fā)送到GSM網絡，由GSM接收裝置(如手機)接收后，傳遞到互聯網終端。最后，由終端對物品的流動狀態(tài)信息進行處理并通過互聯網傳遞到相關端點。