室内定位白皮书（2020年）

中国移动室内定位白皮书（2020）室内定位白皮书（2020年）中国移动精准定位联盟 中国移动室内定位白皮书（2020）2联合编写单位及作者（作者按姓氏笔画排序）中国移动通信有限公司研究院：王锐、孔露婷、孙蕾、张欣旺、张凯奕、张静文、邹司晨、景旭中国移动上海产业研究院：张琳、唐语艺、郭卫江、薛纯中国移动雄安产业研究院：周万兴、高有军、晋晶晶、焦红灵中国移动成都产业研究院：兰天、吕铮、苏郁、何明、罗柯、袁军艳、唐飞华为技术有限公司：周信廉、赵旭、夏苏华中兴通讯：查希平上海诺基亚贝尔股份有限公司：贾世锡高德地图：王超、孙佳京东物流：乔晓强，刘伟，陈亚迷，张月，者文明，童克冬，樊立鹏清研讯科科技有限公司：赵瑞祥Quuppa：盛卫东锐捷网络股份有限公司：丁晟、杨英，陈建祥，黄增安马路创新科技：何燕萌苏州真趣信息科技有限公司：余彦培 中国移动室内定位白皮书（2020）3版权声明本白皮书版权属于中国移动，并受法律保护。任何单位和个人未经中国移动书面授权，不得以任何目的（包括但不限于学习、研究等非商业用途）修改、使用、复制、截取、编纂、上传、下载等方式转载和传播本书中的任何部分，授权后转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“来源：中国移动”。违法上述声明者，将被追究其相关法律责任。 中国移动室内定位白皮书（2020）4前言随着4G/5G网络在国内的普及以及国家“提速降费”政策的推动，移动终端和移动互联网业务在国内的渗透率达到了空前高度，越来越多的个性化需求应运而生，其中室内定位的需求越来越强烈。从O2O业务到各行业需求，推动室内定位市场规模高速增长，技术环境也日趋成熟，室内定位产业处于蓬勃发展阶段。本研究报告针对室内定位产业发展现状及面临的挑战，深入分析了垂直行业的室内定位需求，并详细阐述了实现室内定位的技术原理，及室内定位评测体系。同时，为搭上5G网络建设的高速列车，本研究报告着重分析了室内定位网络和室内通信网络的融合方式，并介绍了室内定位网络平台。最后对室内定位网络的发展做出了展望与探讨，希望能够为产业界在应用室内定位技术及解决方案时提供参考和指引。本研究报告的版权归中国移动所有，未经授权，任何单位或个人不得复制或拷贝本研究报告之部分或全部内容。 中国移动室内定位白皮书（2020）5目录目录1室内定位产业发展现状及挑战71.1室内定位产业发展环境分析71.2室内定位市场发展前景分析101.3室内定位产业发展挑战分析112垂直行业的室内定位需求分析132.1智慧博物馆132.2智慧医院172.3智慧园区212.4智慧商超232.5智慧工厂252.6智慧停车场272.7垂直行业室内定位需求汇总292.8运营商布局室内定位技术的SWOT分析323室内定位技术原理介绍343.1室内定位基本原理343.25G基站定位技术403.34G基站定位技术433.4蓝牙4.2定位技术443.5蓝牙5.1定位技术473.6Wi-Fi定位技术483.7UWB定位技术493.8vSLAM504室内定位评测体系53 中国移动室内定位白皮书（2020）64.1室内定位关键性能评价指标534.2室内定位关键性能评测方法545室内定位网与室内通信网融合策略635.1室内定位网与室内通信网融合方式635.2室内定位网与室内通信网融合的意义655.3应用场景656室内定位网络平台676.1室内定位网络系统架构676.2室内定位能力平台功能686.3设备管理平台功能697展望70附录A72参考文献74 中国移动室内定位白皮书（2020）71室内定位产业发展现状及挑战1.1室内定位产业发展环境分析工信部官网2月27日公布了2019年通信业统计公报【1】，公报表示，2019年，我国通信业深入贯彻落实党中央、国务院决策部署，坚持新发展理念，积极践行网络强国战略，5G建设有序推进，新型信息基础设施能力不断提升，有力支撑社会的数字化转型。自2009年以来的10年间，移动电话的普及率稳步增长。至2019年，因第二卡槽的需求基本释放完毕，移动电话用户数增速开始放缓，达到16亿户，普及率达到114.4部/百人，如图1.1-1所示。全国有26个省市的移动电话普及率超过100部/百人，截止到2019年，全国绝大多数地区平均每人至少拥有一部移动电话。作为消费级市场潜在的室内定位终端，移动电话的高普及率为室内定位发展奠定了良好的用户基础。图1.1-12009-2019年固定电话及移动电话普及率发展情况 中国移动室内定位白皮书（2020）8早在2012年，科技部《导航与位置服务科技发展“十二五”专项规划》中已提出突破以北斗为核心的多系统兼容互用、室内外协同实时精密定位、位置信息挖掘与智能服务等关键技术，2013年科技部《室内外高精度定位导航白皮书》计划在大众位置服务、出行服务、物联网、智慧城市、应急救援等领域开展室内外协同实时精密定位应用示范，到2020年实现“百城亿户”的应用推广目标。随着5G在国内的普及以及国家“提速降费”政策的推动，移动终端和移动互联网业务在国内的渗透率达到了空前的高度。随着国家对5G频谱的无偿划拨、颁发商用牌照、各地补贴运营商的基站建设，越来越多的智能化终端和个性化需求将应运而生。室内定位技术的全球领导者IndoorAtlas在报告《TheRiseofIndoorPositioning-A2016GlobalResearchReportOnTheIndoorPositioningMarket》中指出，如今人们超过80%~90%的时间在室内度过，伴随着这些设备的出现，室内定位的需求将越来越强烈。从2010年开始，O2O的商业模式在中国进入高速发展阶段，伴随着3G、4G移动通信技术和移动互联网的兴起，团购和外卖作为中国O2O模式的本土化产物开始走进越来越多人的生活。根据艾媒咨询《2016-2020中国本地生活服务O2O市场规模及预测》的数据显示从2016年至今，中国本地生活服务O2O市场规模持续增长，2020年预计可达到1.3万亿元，如图1.1-2所示。图1.1-22016-2020年中国本地生活服务O2O市场规模及预测 中国移动室内定位白皮书（2020）92017年，中国在线外卖用户规模达到3.05亿人，2018年规模达到3.58亿人，2019年突破4亿人次，规模突破2800亿元。传统的餐饮、商超、休闲娱乐行业也纷纷开启O2O模式，依托万达广场等城市商业中心和公众号、小程序等服务平台提供自己的产品。商业中心的规模化建设对室内定位的要求逐渐升高，传统的室分系统已经不能满足用户的定位要求。在行业领域，智慧工业和智慧城市，这两大题材催生了大量行业应用。目前，化工厂、医院、养老院、监狱/看守所/戒毒所、施工现场等都大规模引入室内定位，增长速度极快。具体到行业，《2018年室内定位的发展前景分析》报告指出，我国室内定位直接市场总量已突破3000亿元。表1.1-1我国室内定位直接市场总量场所数量单价（万元）市场总计（亿元）规模以上石油及化工厂30000家80240规模以上工厂250000家501250隧道5022千米50100.44地铁2200个站5011电厂1300家40052养老院80000家50400三级医院2000家30060看守所7000个4028监狱680家50034博物馆5200家3015.6其他（指挥大楼、桥梁、码头、地下管廊、船舶、停车场、会展、商场、机场、游乐园等）............1300+合计（首次项目建设）3491+产业链方面，技术环境产业链已经完全成熟，各层面均有大量企业。 中国移动室内定位白皮书（2020）10产业上游，有高通、博通、TI、Decawave、NXP等厂商提供芯片支持，以及苹果、谷歌等巨头企业开发室内定位底层接口及操作系统支持。产业中游，地图供应商方面，百度、高德、商汤科技均有较多积累；在应用解决方案方面，尚无以室内定位作为核心方向的大型上市企业，目前有大量中小规模企业，人数规模在十数人至数百人量级；硬件设备与终端厂家则比较广泛，华为、中兴、新华三、锐捷等网络设备商及小米、华为、VIVO等智能终端厂家均有成熟的硬件支持。产业下游，应用集成方面，虽然尚未形成成熟方案，但苹果、阿里巴巴、腾讯、小米等大企业均有丰富的应用集成经验，对室内定位技术兴趣颇浓。整体来看，产业链均比较完备。1.2室内定位市场发展前景分析全球范围内，根据市场调研公司MarketsandMarkets的分析预测报告，室内定位技术的市场规模将从2017年的71.1亿美元增长到2022年的409.9亿美元，复合年增长率高达42%【2】。在IndoorAtlas的研究报告【3】中，301家机构、单位参加了调研，99%的受访单位已经或计划安装室内定位系统。图1.2-1计划部署室内定位系统的机构占比及用于部署的预算比例 中国移动室内定位白皮书（2020）11另外，在这些已经安装室内定位系统的机构中，47%选择了Wi-Fi，选择beacon和地磁方法的分别占26%和17%。但是在试点或计划部署IPS的机构中，选择beacon和地磁方法的机构占比有明显提升，分别达到了54%和49%。从应用场景方面，机场、酒店、医院、办公楼和商场是受访机构最愿意部署室内定位的场景，其中机场占比最高，达到38%，酒店紧随其后，占比28%，而医院、办公楼和商业区则均达到24%的比例。具体到需求而言，商场、机场、车站等人流密集场所需要高效的人流监控和动态分析手段，以提高运营效率、挖掘商业潜力；而现代化工厂需要实现智能仓储管理、生产过程追踪、自动货物搬运、自动对象加工，达到降本增效目的；矿井和高层建筑等存在特殊工种的场景需要在紧急状态下实时定位内部人员；医疗护理机构则需要实时定位护理对象，尽可能争取时间提供最及时的医护服务。1.3室内定位产业发展挑战分析室外卫星定位已形成大而完整的室外定位网络，但是室内定位没有发展形成室外定位网络的规模，究其原因主要有以下几点。第一、精度要求。室内环境复杂多变，房间、物品之间的距离更近，参与定位的设备更多，人们对定位精度的要求也远高于室外，尤其是部分涉及到高速移动设备定位的行业，对精度的要求可能是厘米级，同时对定位时延要求也非常苛刻。第二、施工部署难。形成室外定位网络需要发射卫星，对接的管理部门线条清晰，但室内定位网络需要在每个楼宇单独部署站点，需要大量的物业协调沟通工作。而且室内相比室外，空间私密性更强，人们对隐私保护的要求也更高，这也增加了布网时候的工作量。第三、定位平台不统一。室外定位已形成大而统一的定位平台，例如国外的谷歌地图，国内的高德、百度地图，而室内定位由于刚刚 中国移动室内定位白皮书（2020）12起步，标准还未成熟统一，室内定位平台还不成规模。另外碎片化的应用场景更增加了更新维护室内地图的成本。 中国移动室内定位白皮书（2020）132垂直行业的室内定位需求分析随着智慧化浪潮的兴起，垂直行业对室内定位的需求日益迫切。本章将重点介绍智慧博物馆、智慧医院、智慧园区、智慧商超、智慧工厂、智慧停车场等室内定位的典型应用场景，并给出各行业对室内定位的需求指标。2.1智慧博物馆2.1.1市场规模分析根据国家文物局2018年数据显示，近年来，我国博物馆发展比较迅猛。截止2018年年底，全国在各级政府备案的博物馆就达到了5136家。每年新增的博物馆都在180家左右[4]。图2.1-12012-2018年国内博物馆数量变化2018年，我国博物馆参观人数已经达到了10.08亿人次[5]。近5年来博物馆年收入稳步增长，2017年博物馆年收入首次突破300亿元（325.56亿元），同比增长达38.6%[6]。 中国移动室内定位白皮书（2020）14图2.1-22012-2017年国内博物馆收入趋势目前国内博物馆行业正在积极拥抱新科技、新体验、新技术，多媒体互动手段逐渐成熟：多媒体展示技术已经在博物馆陈列展览中不断渗透，采用声、光、电多媒体技术和自动控制手段，把幻影成像、实时人景合成、虚拟、激光、三维动态成像乃至VR、AR、全息技术等高新技术结合传统的展示