探索UWB技术的独特优势：实现高精度定位

UWB定位技术是一种利用无线信号进行精确位置定位的技术，它利用超宽带无线电信号通过测量信号的到达时间、相位差和信号能量等参数来确定物体的精确位置。

UWB定位技术具有多种优势，首先，它具有较高的定位精度，可实现毫米级的精确定位。其次，UWB具有较高的抗干扰能力，能在多路径传播和多路径干扰环境下保持较好的定位性能。此外，UWB技术还具有较好的穿透能力，可以穿透一些障碍物进行定位。

 

UWB定位系统由UWB基站，UWB标签构成

在UWB定位系统中，一个标签通过与三个基站的信号交互进行三角测量，最多可以有30个标签同时与这三个基站通信，实现对多个目标的高精度定位和跟踪。

 

采用三点平面定位法，精确的定位计算：在UWB和AoA定位系统中，采用三点平面定位法，通过三个已知基站接收来自未知标签的信号，精确测量信号到达的时间或角度从而实现高精度的定位。

 

UWB定位系统可以在UWB基站覆盖区域范围内，结合UWB标签，配合UWB的TDOA算法及终端显示设备，实现复杂的人员定位、监测和追踪任务，实现对人员和物品的实时定位和监控管理，定位精度达到10~30厘米。

 

蓝牙AOA定位AOA(到达角、接收角）、AOD（出发角、发射角）使用了相同的底层，使用发射角(AoD)，发射设备包含一个多天线阵列，通过设备发送特殊的测向信号，然后由另一个设备使用该信号来计算接收信号的方向。

 

UWB定位系统大致分为位置感知层、网络传输层和定位应用层，主要包括：定位引擎服务器、智能终端、交换机、UWB基站、UWB标签、UWB模块、软件接口等。

 

UWB定位工作原理

每个定位标签以UWB脉冲重复不间断发送数据帧

定位标签发送的UWB脉冲串被定位基站接收

每个定位基站利用高敏度的短脉冲侦测器测量每个定位标签的数据帧到达接收器天线的时间

定位引擎参考标签发送过来的校准数据，确定标签达到不同定位基站之间的时间差，并利用三点定位技术及优化算法来计算标签位置。

采用多基站定位多采用TDOA，TOA算法

 

AOA定位系统架构分为四层，分别为对象层、采集层、处理层和展现层

对象层: 包括被定位的设备或物体，它们通过发送信号与系统进行交互。

采集层: 由接收设备（如基站）组成，负责接收来自对象层的信号，并测量信号的到达角度（AoA）。

处理层: 包含定位引擎服务器、数据服务器、业务服务器，服务器负责位置运算、数据分析、数据审核等工作。

展现层: 系统定位数据的初始化、业务流程管理、用户管理、数据查询等均通过浏览器实现。

 

 

UWB定位技术和蓝牙AOA有哪些不同？

UWB、蓝牙，是一种通信技术于标准，各有其标准协议，两者应用频段也不相同，UWB遵循IEEE 802.15.4-2020 Standard协议,蓝牙发展至今已到5.2代标准。

 

AOA、AOD、TOF、TDOA等，皆为定位方法，AOA可配合蓝牙应用，也可配合UWB应用，而蓝牙，目前不会配套TOF，TDOA应用，此点由硬件底层技术决定了。

 

AOA方法：简化理解，就是通过测量标签与基站的角度，进行换算得出两者的距离，因而两者的角度辨识度是关键。

 

TOF、TDOA方法，简化理解，就是通过时间进行测量，什么时间呢，是标签与基站之间的信号飞行时间，无线信号的飞行速度近似光速，所以测量精度要求会高。

UWB定位技术的实现步骤

获得各节点间的距离

使用位置解算方法得到坐标初值

对坐标初值做滤波处理实现定位功能。

 

UWB技术在实际应用中的特点

高速的数据信息传递:超宽带信号的带宽非常大，所以它传递数据信息时，信道容量也非常的大，超宽带信号对于信号的传递速度大概500M，所以，由于超宽带的此特性，它在信号的调制方面，也发挥着重要的作用。

 

能耗较低:UWB发送数据使用的脉冲是间歇性的，且持续时间极短，即它的耗电量是非常小的，最高通常也只有几十毫安.

 

高安全性：由于UWB信号具有极宽的频率带宽，导致其能量在频谱上高度分散，从而使信号难以被检测和拦截，增强了通信的隐蔽性和安全性。

 

抗多径能力强：通常无线通信信号，由于其在时域上通常具有连续性，所以通信质量和数据传输速率受到一定程度上的限制，而UWB信号是持续极端时间的窄脉冲信号，故多径信号在时域上不是连续的，所以在多径情况下，脉冲不会重叠，所以具有一定的抗多径性能。

 

定位精度高：UWB定位能够达到ns级别，再基于此，使用不同的测距算法后，这也使对于位置的估计精确至厘米级，且它对其他设备干扰小。