UWB超宽带定位系统为何有如此高的精度
2022年01月05日
UWB超宽带定位系统为何有如此高的精度
UWB定位系统定位精度高达10cm，同时具备高动态、高容量、低功耗的优点。目前，大量的UWB室内定位项目已经在国内外完成，通过使用UWB定位系统实现人员定位，实现企业安全管理，提高企业生产效率。适用的场合包括：隧道、监狱、化工厂、工厂、煤矿、工地、电厂、养老院、展馆、整车仓储、机房、机场等。
UWB室内定位技术想要实现精确定位，一般需要在定位区域部署上基站，为人员佩戴标签。通过标签与多个基站通信，定位系统可以计算出标签与基站之间的距离，从而确定标签（人员）的位置。
但是，在实际的无线传输环境中，标签、基站发射的电磁波会受到周围环境如墙壁、玻璃、金属等物体的反射（类似于可见光的反射），产生多径信号。基站往往不仅能接收到直达信号，还能接收到反射路径传播的信号，并且直达路径信号和反射路径信号是相加的关系。所以，定位系统想要精准测量电磁波的飞行时间，实现精确定位，关键在于接收节点能否正确接收到发射节点（标签）所发送信号的直达路径。
传统窄带室内定位技术（如ZigBee）为正弦载波通信，且带宽较窄，完成信号传输所需的时间为几毫秒。直达信号与反射信号会在时域上重叠，使信号延迟，并在幅值和相位等方面发生了变化，从而产生能量衰减或增强，信噪比下降，导致首达信号并非直达信号，引起测距误差，定位精度也随之下降。
而超宽带（UWB）室内定位技术是一种无线载波通信技术，即不采用正弦载波，而利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。UWB时域信号较窄，使得时间分辨率增强，接收多径反射延时信号与直达信号的时间差一般大于脉冲宽度，因此，信号在时域上是可分离的，系统可快速提取出直达信号，实现精确定位。
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