如今谈起定位技术,必须要提UWB定位技术,定位精度远高于其他定位技术。中石UWB定位系统已成功将UWB定位技术和物联网的相结合,实现了UWB定位系统在多种公共领域的应用。一起看看UWB定位技术是如何进行定位测量的。
无线定位测量方法是指分析接收到的无线电波信号的特征参数,然后根据特定算法计算被测对象的位置(二维/三维坐标: 经度,纬度,高度)。
常用的室内无线定位测量方法如下:基于AOA(到达角度定位)的定位算法、基于TOA(到达时间定位)的定位算法、基于TDOA(到达时间差定位)的定位算法、基于RSS(接收信号强度定位)的定位算法等。
UWB定位技术最常用的无线定位测量方法之一,就是TDOA定位算法。到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)是一种利用到达时间差进行定位的方法。标签卡对外发送一次UWB信号,在标签无线覆盖范围内的所有基站都会收到无线信号,如果标签距离两个基站的间隔不同,那么这两个基站收到信号的时间点是不一样的。
TDOA定位即双曲线定位,二维定位中需要使用4个定位基站。通过测量到达时间差,计算出标签到两个基站之间的距离差,距离差等于常量即可绘制出双曲线,而曲线交点即可确定标签坐标。
这种方法只需参考节点(基站)之间保持同步,不要求参考节点与被测点之间的严格的时间同步,使系统相对简化,所以在定位系统中应用最广。
为了使参考节点(基站)之间保持同步,中石UWB定位系统采用的是无线同步方法,也是业内第一家拥有UWB无线同步技术的厂家。当前,中石的时间测量精度已经达到ps级,基站与基站之间时间可达到高度同步,实现10cm精确定位。
无线同步就是各个UWB定位基站通过不断与其他基站交换本队时钟信息,最终达到并且保持全局时间协调一致。也就是说UWB定位基站之间每隔一段时间进行信号交互,告诉其他基站自己现在处于什么时间,然后各自调整自身时间与其他基站保持一致。
无线同步方法依赖于UWB的测量时间精度,时间精度越高,两个基站之间的时间误差越小,那么它们的时间同步程度越高。无线同步方式的优势在于基站与基站之间不需要有线连接,因此UWB定位系统的部署难度较低,成本也低。
随着各项辅助技术的进步,UWB技术的精度将继续提升,该项技术的全覆盖指日可待。