UWB定位技术常用的定位方式
的有关信息介绍如下:无线定位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)。常用的无线定位方法有如下几种:信号强度分析法(RSS)、到达角度定位法(AOA)、到达时间定位法(TOA)、到达时间差定位法(TDOA)。
到达角度定位(AOA)和信号强度分析法(RSS)
AOA通过获取被测点到两个接收机的信号到达角度进行定位,需要配置复杂的天线系统,且角度误差对定位精度的影响远比测距误差大。RSS则根据信号的传播模型,利用接收信号的强度与信号传播距离的关系,对目标进行定位。这种方法的定位覆盖距离较近,且对信道传输模型的依赖性非常大,多径以及环境条件的变化都会使其精度严重恶化,特别是距离估计的精度与信号的带宽无关,不能发挥 UWB 带宽大的优势。
所以,RSS和AOA方法一般不单独用于UWB定位,只能作为辅助手段进行初级粗定位,UWB实现精确定位主要依靠精密测距完成。
到达时间定位(TOA)
被测点(标签)发射信号到达 3 个以上的参考节点接收机(基站),通过测量到达不同接收机所用的时间,得到发射点与接收点之间的距离,然后以接收机为圆心,所测得的距离为半径做圆,3 个圆的交点即为被测点所在的位置。但是TOA要求参考节点与被测点保持严格的时间同步,多数应用场合无法满足这一要求。
该方法实现过程中,需要测得定位标签与每个基站的距离信息,从而定位标签需要与每个基站进行来回通信,因此定位标签功耗较高。该定位方法的优势在于在定位区域内外(基站围成区域的内外),都能保持很高的定位精度。
到达时间差定位(TDOA)
与TOA类似,只是测量得到的是时间差而非绝对时间。这种方法只需参考节点之间保持同步,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。
TDOA定位即双曲线定位,二维定位中需要使用4个定位基站。通过测量标签到每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。该方法实现过程中,标签只需要广播一次UWB信号即可,因此有利于标签的功耗及标签并发数量。