uwb定位技術(shù)的原理及定位方法

uwb定位技術(shù)即超寬帶技術(shù)，它是一種無載波通信技術(shù)，利用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻譜范圍很寬。傳統(tǒng)的定位技術(shù)是根據(jù)信號(hào)強(qiáng)弱來判別物體位置，信號(hào)強(qiáng)弱受外界 影響較大，因此定位出的物體位置與實(shí)際位置的誤差也較大，定位精度不高，而 uwb 定位采用了寬帶脈沖通訊技術(shù)，具備極強(qiáng)的抗干擾能力，使定位誤差減小。uwb定位技術(shù)的出現(xiàn)填補(bǔ)了高精度定位領(lǐng)域的空白，它具有對(duì)信道衰落不敏感、****信號(hào)功率譜密度低、低截獲能力、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供厘米級(jí)的定 位精度等優(yōu)點(diǎn)。

目前，uwb定位常用的定位方法主要三種，通過到達(dá)時(shí)間差定位法TDOA、飛行時(shí)間測距法TOF、到達(dá)角度定位法AOA，前面兩種一般可以單獨(dú)使用，后面的AOA一般是和TOF或者TDOA進(jìn)行融合定位。

TDOA定位

TDOA是基于到達(dá)時(shí)間差定位，系統(tǒng)中需要有精確時(shí)間同步功能。

時(shí)間同步有兩種，一種是通過有線做時(shí)間同步，有線時(shí)間同步可以控制在0.1ns以內(nèi)，同步精度非常高，但由于采用中心網(wǎng)絡(luò)的方式，要么采用級(jí)聯(lián)的方式，但增加了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的復(fù)雜度，也增加了施工的復(fù)雜度，成本升高。并且，系統(tǒng)中還有一個(gè)專用的有線時(shí)間同步器，價(jià)格昂貴；另一種是通過無線做時(shí)間同步，采用無線同步一般可以達(dá)到0.25ns，精度稍遜于有線時(shí)間同步，但其系統(tǒng)相對(duì)來說更為簡單，定位****只需要供電，數(shù)據(jù)回傳可以采用WIFI的方式，有效降低了成本。

****時(shí)間同步之后，標(biāo)簽發(fā)送一個(gè)廣播報(bào)文，****收到之后，標(biāo)記接收到此報(bào)文的時(shí)間戳，將內(nèi)容發(fā)送到計(jì)算服務(wù)器，計(jì)算服務(wù)器更加其他****的定位報(bào)文的時(shí)間戳，計(jì)算出被定位目標(biāo)的位置。

TOF定位

TOF定位是基于測距的方式，標(biāo)簽和每個(gè)需要定位的****發(fā)起測距，測距完成后進(jìn)行位置計(jì)算。

零維模式下，只需要和一個(gè)****測距即可；一維模式下，至少需要和一個(gè)****測距；二維模式下，至少要和三個(gè)或以上****測距，特殊模式下可以和兩個(gè)****測距；三維需要和四個(gè)****進(jìn)行測距。

AOA定位

AOA定位一般是基于相位差的方式計(jì)算出到達(dá)角度，一般不單獨(dú)使用，由于AOA涉及到角度分辨率的問題，若單AOA定位，若離****越遠(yuǎn)，定位精度就越差。AOA可以配合TOF測距時(shí)下定位，此模式下，單****就可以完成定位。