为什么UWB定位能够做到如此高的精度

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来源：网络素材

整理：李肖遥

随着UWB技术不断完善，市场需求增加，室内定位公司迎来春天。UWB定位系统是目前业界精度最高的商用无线定位系统，可实现较高的实时定位精度与定位容量，通常能够在现实环境中获取高达10cm~20cm的二维定位精度，世界大范围内开始了UWB的应用。

UWB室内定位系统如何能够做到如此高的精度？

下面来为大家全面解析，定位精度可达厘米级的UWB定位，不会像GPS一样把你带到沟里！相比本文要讲的UWB定位，GPS定位应该已被大家广泛熟知，因为我们生活的方方面面都离不开定位、导航！

但是，你们有没有遇到这种情况：

自驾游时，找停车位给带去了沼泽地？树林里又哪来的加油站？最捉急的莫过于找酒店，你让人睡沟里吗？……

景色虽美，但不是车主要去的地方，这难道不是GPS的硬伤？

“STOP GPS ERROR.”告别错误定位。

不同于GPS，UWB定位主要应用于室内高精度定位，用于在一定空间范围内获取人或物的位置信息。

可以说，近几年，室内定位在零售、餐饮、物流、制造、化工、电力、医疗等行业均展现出了广阔的市场前景。

在此背景下，蓝牙定位、Wi-Fi定位、UWB定位、RFID定位等技术纷纷进入市场，为不同行业的室内定位需求贡献了诸多行之有效的位置服务方案。

其中UWB定位（超宽带）的市场关注度和接受度在最近几年明显提高。

UWB定位的应用场景也越来越广，监狱看守所、综合性医院、工厂、机场、停车场等场所对于定位和导航的需求也逐渐增多。

监狱看守所希望能够借助UWB定位技术来实现监狱犯人智能化监控，例如实时获取犯人位置信息，越界自动报警，人数只能清点等。

医院养老院希望对医疗设备进行实时定位，便于需要时快速调用；希望能对老人、特殊病患进行定位监护，防止其发生意外。

高危化工厂需要对人员、设备的位置信息进行定位管理，防止发生安全事故等。

什么是超宽带？

超宽带（Ultra Wide-Band，UWB）是一种新型的无线通信技术，根据美国联邦通信委员会的规范，UWB的工作频带为3.1~10.6GHz，系统-10dB带宽与系统中心频率之比大于20%或系统带宽至少为500MHz。

UWB信号的发生可通过发射时间极短（如2ns）的窄脉冲（如二次高斯脉冲）通过微分或混频等上变频方式调制到UWB工作频段实现。

UWB定位的主要优势有，低功耗、对信道衰落（如多径、非视距等信道）不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强（能在穿透一堵砖墙的环境进行定位），具有很高的定位准确度和定位精度。

为啥说UWB定位的定位精度能够达到厘米级呢？

UWB-TDOA定位原理：

UWB定位系统采用TDOA（到达时间差原理），利用UWB技术测得定位标签相对于两个不同定位基站之间无线电信号传播的时间差，从而得出定位标签相对于四组定位基站的距离差。

使用TDOA技术不需要定位标签与定位基站之间进行往复通信，只需要定位标签只发射或只接收UWB信号，故能做到更高的定位动态和定位容量。

UWB定位指标

另外，高精度的定位不仅需要高精度的时间测量技术，还需要稳定可靠的基准时间，由于晶振、锁相环等模拟电路的不确定性，需要高精度的同步技术解决UWB-TDOA定位中的频率同步和时间同步问题。

通俗地讲，时间同步类似于将两块手表的时刻调整到相同时刻，但是由于两块手表机械的差异性导致的运行快慢会使两块表运行一段时间后出现偏差，此即需要频率同步来解决。

目前同步技术分为有线同步和无线同步两种，有线同步指使用光纤、网线等线缆将定位基站直接相互连接或接入同步控制器实现定位基站之间的同步；无线同步指通过无线电实现定位基站之间的同步。

通常有线同步精度较无线同步高，而由于有线同步需要额外铺设线缆导致有线同步成本较无线同步高。

无线同步技术深入无线电发射接收链路导致不同步的因素本质，使无线同步达到有线同步相同的定位精度。

厘米级高精度定位为什么更倾向于UWB？

首先其他定位技术可以达到的定位精度有限，即使能达到UWB定位技术同样的定位精度，其系统的复杂程度和成本也太高。

其次，像RFID、ibeacon虽然在定位上有很多场景可做，但现在已经有很多企业都在做了。而UWB是一种比较新的技术，有很多优势，也有很多潜在的应用市场尚待开发。

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