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(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據，因此其所占的頻譜范圍很寬。傳統的定位技術(shù)是根據信號強弱來(lái)判別物體位置，信號強弱受外界 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)，具備極強的抗干擾能力，使定位誤差減小。uwb定位技術(shù)的出現填補了高精度定位領(lǐng)域的空白，它具有對信道衰落不敏感、****信號功率譜密度低、低截獲能力、系統復雜度低、能提供厘米級的定 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(guò)到達時(shí)間差定位法TDOA、飛行時(shí)間測距法TOF、到達角度定位法AOA，前面兩種一般可以單獨使用，后面的AOA一般是和TOF或者TDOA進(jìn)行融合定位。

TDOA定位

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

時(shí)間同步有兩種，一種是通過(guò)有線(xiàn)做時(shí)間同步，有線(xiàn)時(shí)間同步可以控制在0.1ns以?xún)?，同步精度非常高，但由于采用中心網(wǎng)絡(luò )的方式，要么采用級聯(lián)的方式，但增加了網(wǎng)絡(luò )維護的復雜度，也增加了施工的復雜度，成本升高。并且，系統中還有一個(gè)專(zhuān)用的有線(xiàn)時(shí)間同步器，價(jià)格昂貴；另一種是通過(guò)無(wú)線(xiàn)做時(shí)間同步，采用無(wú)線(xiàn)同步一般可以達到0.25ns，精度稍遜于有線(xiàn)時(shí)間同步，但其系統相對來(lái)說(shuō)更為簡(jiǎn)單，定位****只需要供電，數據回傳可以采用WIFI的方式，有效降低了成本。

****時(shí)間同步之后，標簽發(fā)送一個(gè)廣播報文，****收到之后，標記接收到此報文的時(shí)間戳，將內容發(fā)送到計算服務(wù)器，計算服務(wù)器更加其他****的定位報文的時(shí)間戳，計算出被定位目標的位置。

TOF定位

TOF定位是基于測距的方式，標簽和每個(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算出到達角度，一般不單獨使用，由于AOA涉及到角度分辨率的問(wèn)題，若單AOA定位，若離****越遠，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。