GPS定位和地磁定位有什么区别？
盛思瑞特-叶工
GPS定位和地磁定位是两种原理完全不同、应用场景也差异巨大的技术。
简单来说：
GPS定位是绝对定位，告诉你“你在世界的哪个经纬度”。
地磁定位是相对定位，告诉你“你在哪个已知的室内位置附近”。
下面我们从多个维度进行详细对比。
对比表格
特性 | GPS定位 | 地磁定位 |
|---|---|---|
| 基本原理 | 接收太空中的卫星信号，通过三角测量法计算位置。 | 测量所在地的地球磁场细微变化，与预先绘制的“地磁地图”进行匹配。 |
| 信号源 | 人造卫星（GPS、北斗、GLONASS等）。 | 地球天然磁场 + 建筑物内部的钢铁结构干扰。 |
| 工作环境 | 主要室外 需要开阔天空，对天气不敏感。 | 主要室内 因为GPS信号在室内很弱或消失，而地磁场可以穿透建筑物。 |
| 定位类型 | 绝对定位 （提供全球唯一的经纬度坐标）。 | 相对定位 或指纹定位（相对于预先测绘的数据库）。 |
| 精度 | 米级（民用通常1-5米），高通量技术可达厘米级。 | 通常为1-3米，高度依赖地磁图的密度和环境稳定性。 |
| 首次定位 | 需要时间 （冷启动可能需要几十秒到几分钟）。 | 几乎瞬时 打开即可匹配。 |
| 依赖性 | 不依赖预先部署 有卫星信号即可工作。 | 高度依赖预先部署 必须提前对目标区域进行地磁测绘，建立数据库。 |
| 功耗 | 较高。 | 极低 仅需使用手机里的磁力计，非常省电。 |
| 主要优势 | 全球覆盖、无需预设基础设施、绝对位置。 | 室内可用、高精度、快速、零基础设施成本、功耗低。 |
| 主要劣势 | 室内无法使用、功耗高、首次定位慢、城市峡谷效果差。 | 需要预先测绘、环境变化（如移动家具、电器）会影响精度、只能用于已测绘区域。 |
详细原理
1. GPS定位
工作原理：你的手机或GPS接收器需要同时接收到至少4颗GPS卫星发出的信号。这些信号包含了卫星的位置信息和精确的时间戳。接收器通过计算信号从卫星传播到自身的时间差，来计算出与每颗卫星的距离。知道了到多颗卫星的距离，就可以通过“三边测量法”推算出自己在地球上的三维位置（经度、纬度和海拔）。
核心特点：它是一个“单向”系统，你只需要接收信号，不需要向外发送任何东西。它的坐标是全球统一的（WGS84坐标系）。
2. 地磁定位
工作原理：地球就像一个巨大的磁铁，拥有一个相对稳定但存在细微变化的磁场。当这个磁场穿过建筑物时，内部的钢筋、梁柱、电器、管道等金属物体会对磁场产生扭曲和干扰，从而在室内形成一个独一无二、像指纹一样的地磁分布图。
这个过程分为两个阶段：
离线测绘阶段：工作人员拿着专业的设备或在App引导下，在商场、停车场、博物馆等目标区域内行走，密集地采集各个位置点的地磁场三维数据（强度、方向），并与其实际的地理位置绑定，形成一个庞大的“地磁指纹数据库”。
在线定位阶段：当用户进入该区域时，手机上的磁力计会实时测量当前位置的地磁场数据，然后将这个数据发送到服务器，与数据库中的“指纹”进行模式匹配，找出最相似的那个或那几个点，从而估算出用户的当前位置。
应用场景
GPS定位：
户外导航（汽车、步行、骑行、航海、航空）。
地图与测绘。
物流追踪。
户外运动记录（如跑步轨迹）。
地磁定位：
室内导航（大型商场、机场、火车站内找店铺、登机口）。
停车场寻车（帮助你找到自己的车）。
博物馆、展览馆导览（当你走到一个展品前，自动推送介绍）。
机器人/AGV室内定位。
作为Wi-Fi、蓝牙定位的补充和增强，提高室内定位的精度和可靠性。
总结与关系
GPS和地磁定位并非竞争关系，而是互补关系。
在室外，GPS是无可争议的王者。
当你从室外走进室内，GPS信号失效，地磁定位（通常与Wi-Fi、蓝牙、惯性导航结合）就可以无缝接管，继续为你提供精确的室内位置服务。
PNI地磁传感器套件RM3100
优势特点
宽的磁场测量量程+/-800uT
噪声小15 nT@200 Cycle Count
分辨率高 13 nT@200 Cycle Count
功耗低
完全符合 RoHs 标准
使用常用的表贴封装
应用范围：手持设备(手机、PND、PDA等)，视频游戏控制器，电视遥控器，照相机，机器人，汽车后视镜，巡逻车导航系统
推荐阅读
空间应用PNI RM3100磁力计的单次效应试验
PNI运动处理器Sentral-13658适用于任何移动设备
PNI高精度低功耗3D动作捕捉手柄方案
何谓地磁传感器？
深度解析：IMU陀螺仪芯片从6轴到9轴陀螺仪传感器融合的技术革新
查看全文
盛思瑞特-叶工
传感器知识分享：RM3100地磁传感器，板载压力传感器等
评论0条评论