高精度定位：UWB常用定位模式解析

高精度定位：UWB常用定位模式解析

UWB（Ultra Wideband超宽带）是业界公认定位精度最高的无线电技术，以其较高的时间分辨力、抗多径效应等特点使其尤其适合用于高精度定位或测距。这些年国际室内外定位大赛前几名普遍采用UWB技术，而且目前没看到更有潜力的竞争技术出现。

从9月10日苹果发布iPhone11开始，这个相对低调的行业突然热闹了起来。苹果手机集成UWB芯片和多天线阵列，这个在行业内传了1年多的消息终于坐实，甚至股市还有“UWB概念股”。

当前室内无线定位的技术种类主要有UWB、WIFI、蓝牙、Zigbee 以及有源 RFID，而 UWB技术相比于其他的无线定位技术，在定位精度、延时以及安全性方面有着比较突出的表现。以下是从不同的维度对各种无线定位技术进行的对比。

到达时间定位（TOA）

原理：被测点（定位标签）发射信号到达3个以上的参考节点接收机（定位基站），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。

缺点：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。并且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。优点：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）

原理：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。

优点：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。并且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。