原创 Jet高精度室内UWB定位系统（一）

1.UWB系统概述

随着物联网的深入应用，依靠数据流驱动的业务，越来越多的展现出对位置数据的依赖。在煤矿、工地、铁路、化工厂等领域，位置数据甚至作为首要的安全数据，提供给决策端。考虑到各行业及应用场景的差异，用户对位置数据的精度、容错特性、成本也有不同的等级要求。目前市场上已经形成以UWB、蓝牙、CSS为主的多套技术体系齐头并进的势头。Jet UWB定位系统，是一套具有高稳定性、高扩展性、高性价比的系统,该系统能够使大多数领域的用户实现3-9个月的快速投资回报；系统的智能化、可视化特性，大大提高了企业、机关的运行效率，降低了过程管理风险。

2.技术原理

2.1 定位系统（RTLS）原理

定位原理：参照GPS系统，在定位场景中部署伪卫星小基站，实现对定位目标四周的信号覆盖，从而进一步实现对人员与车辆的定位、导航。该系统一般安装于无法接收GPS信号的室内环境，能实现比GPS系统更精细的的业务功能

定位模式：依据工程数学TDOA运算方法，4台基站可以实现3D定位，3台基站可实现2D平面定位，2台基站可实现长条状1维定位，1台基站则可实现小范围存在识别；

所有基站需要上网，进行数据综合分析后，按照所设定的维度，运算出定位结果；下面是定位原理的图形化展示。

2.2 UWB技术原理

能实现上述位置识别的信号有多种，UWB是运算精度较高的一种。目前市场上存在两种UWB，一种是不带调制的高精度DS-UWB，一种是带调制的中等精度Chirp UWB。以后者为例，其频率变化趋势即代表0/1的字符变化。

Chirp信号的编码方式

 Chirp信号的压缩与成型

在测量系统中，带宽将决定分辨率，进而决定定位精度。因此UWB可以设定为500MHz以上带宽，进行超宽带高速通讯与定位，一次定位仅需要0.2ms；也可以使用低带宽Chirp UWB，运行最高80MHz的宽带定位测量，一次定位需要0.3~3.5ms。两者在使用上基本一致，但是后者工作在2.4Ghz，比前者具有更好的绕射功能，降低了高带宽系统的易遮挡性。

在我国的超宽带与宽带测量中，超宽带用于室内短距离，比如工作于国家标准6.5Ghz的 -41.3dbm/Mhz功率下，仅能传输30-50m的距离；而Chirp UWB宽带信号可以工作在2.4Ghz的6dbm/Mhz下，能够传输1.2km以上距离，但精度将下降到1-3m左右。例如在地铁防撞系统中，要求测量距离达到900m以上，为了达到测量距离且符合国家无委会的要求、业主方招投标要求，此时仅可以使用2.4Ghz/80Mhz的Chirp模式，而不能使用常规500Mhz的UWB带宽。