UWB室内定位技术原理表现形式(UWB室内定位技术方法)

uwb精确定位| 2021-07-08

UWB定位系统是一种以基站为基础的定位方式,和GPS定位系统不同的是,它主要应用于室内定位。它的穿透性比较强,所以被广泛适用于煤矿,管廊等地。那么,UWB定位系统有什么样的新需求,它有哪几种定位方法呢?下面小编就给大家简单介绍下。

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UWB室内定位技术原理表现形式

(1)传输速率高。

UWB读卡分站定位标识卡采用的是纳秒级TOF(飞行时差)测距,1秒=10亿纳秒,在1纳秒的时间里光能传播约30cm的距离。超高的传输速度大幅提升了定位的准确性,标识卡支持最大位移速度大幅提升至60KM/H。

(2)定位精度高。

系统定位精度30cm-1m,定位具有方向性识别。

(3)抗干扰性能强、信号穿透性强。

读卡分站信号覆盖范围大幅提升,标识卡与读卡分站通讯距离提升至200米(视距);单台读卡分站检卡能力大幅提升,可同时检卡200张。

(4)系统监控容量增加。

系统最多可接入256个传输分站、1024台读卡分站。 系统监测动目标数量提升至65535个。

(5)系统性能升级。

系统设备IP防护等级提升至IP65。

UWB室内定位技术方法

1、TOF定位。

TOF定位是基于测距的方式,标签和每个需要定位的基站发起测距,测距完成后进行位置计算。

零维模式下,只需要和一个基站测距即可;一维模式下,至少需要和一个基站测距;二维模式下,至少要和三个或以上基站测距,特殊模式下可以和两个基站测距;三维需要和四个基站进行测距。

2、TDOA定位。

TDOA是基于到达时间差定位,系统中需要有精确时间同步功能。

时间同步有两种,一种是通过有线做时间同步,有线时间同步可以控制在0.1ns以内,同步精度非常高,但由于采用有线,所有设备要么采用中心网络的方式,要么采用级联的方式,但增加了网络维护的复杂度,也增加了施工的复杂度,成本升高。并且,系统中还有一个专用的有线时间同步器,价格昂贵;

另一种是通过无线做时间同步,采用无线同步一般可以达到0.25ns,精度稍逊于有线时间同步,但其系统相对来说更为简单,定位基站只需要供电,数据回传可以采用WiFi的方式,有效降低了成本。

基站时间同步之后,标签发送一个广播报文,基站收到之后,标记接收到此报文的时间戳,将才内容发送到计算服务器,计算服务器更加其他基站的定位报文的时间戳,计算出被定为目标的位置

3、AOA定位。

AOA定位一般是基于相位差的方式计算出到达角度,一般不单独使用,由于AOA涉及到角度分辨率的问题,若单纯AoA定位,若离基站越远,定位精度就越差。