UWB室内人员定位原理分析与算法流程
2021年06月18日
UWB室内人员定位原理分析与算法流程
UWB室内人员定位技术是目前主流的室内人员定位技术，其特点是功率定向性非常强，在单位时间内的持续功率输出非常小，虽然这种技术抗干扰性性能强，传输速率高，系统容量大但是发射功率非常小，通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现定位传输和通信。低发射功率大大延长系统电源工作时间。而且，发射功率小，其电磁辐射对人体的影响也会很小，所以比较适用在室内工厂、养老院、电厂、展馆等场所。
UWB室内人员定位原理
UWB室内人员定位技术只是属于无线定位技术的一种。流行的无线定位技术包括GPS定位、北斗定位、蓝牙定位、WIFI定位、RFID定位等，其中GPS、北斗主要用在室外定位，蓝牙定位、WIFI定位、RFID定位、UWB定位主要用于室内定位。UWB定位和蓝牙定位、WIFI定位、RFID定位比较起来有精度上的优势。
无线定位技术是指用来判定移动用户位置的测量方法和计算方法，即定位算法。目前较常用的定位技术主要有：时差定位技术、信号到达角度测量技术、到达时间定位和到达时间差定位等。其中到达时间差定位技术是目前主流的一种方案，除了用于GSM系统，在其他诸如AMPS和CDMA系统中也广泛应用，UWB高精度人员定位采用的也是这种技术。到达时间差定位技术保证了UWB定位的高精度可以达到10cm左右。TDOA测距本质上就是脉冲序列设备信号，采用非常款的频谱，所以抗干扰能力比较强。
UWB室内人员定位技术算法流程：
1、终端发出脉冲信号电波
2、从基站R1将同一时间的测量同一个信号的信息发送到主机站R3
3、主机站R3计算信号从终端到达2个基站的天线的时间差
4、通过时间差可以计算出距离，这样可以得到一条双曲线
一个UWB基站即是主基站又是从基站，所以3个基站进行定位就能够得到3条双曲线，这些3条曲线的定位点S就是终端的位置，要实现TDOA的定位算法来进行定位，关键一点是要保持3个基站的同步，这样才能精确测量到每个终端到每个UWB基站的时间，因此需要保持基站间纳秒级的时间同步。
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