隧道高精定位方案UWB
uwb定位方案
UWB定位方案简介UWB（Ultra-Wideband，超宽带）定位技术是一种利用高速短脉冲（持续时间小于1纳秒）进行通信和定位的技术。
相比于其他定位技术（如GPS和Wi-Fi），UWB具有更高的定位精度和更低的功耗。
UWB定位方案可以应用于室内定位、车辆定位、物体跟踪等领域，具有广阔的应用前景。
UWB定位原理UWB定位主要基于两种原理：距离测量和角度测量。
距离测量UWB定位通过测量信号的传播时间，从而计算出信号传播的距离。
常用的距离测量方法有TOA（Time of Arrival，到达时间）和TDOA（Time Difference of Arrival，到达时间差）。
•TOA：通过测量信号从发送端到接收端的到达时间来计算距离。
TOA 的原理是利用发送端和接收端的同步时钟，在发送信号时记录时间戳，接收端接收到信号后也记录时间戳，通过计算时间差来计算距离。
•TDOA：通过多基站同时接收信号，并测量信号到达各基站的时间差来计算距离。
TDOA需要至少三个基站来进行定位，其中两个基站用于接收信号，第三个基站用于同步时钟。
角度测量除了距离测量，UWB定位还可以通过测量信号的入射角度来进行定位。
常用的角度测量方法有AOA（Angle of Arrival，到达角度）和DOA（Direction of Arrival，到达方向）。
•AOA：通过测量信号的入射角度来计算定位。
AOA的原理是利用多个天线阵列接收信号，通过比较信号到达不同天线的时间差来计算入射角度。
•DOA：通过测量信号的到达方向来计算定位。
DOA的原理是利用天线阵列接收信号，并通过信号的幅度和相位信息来计算到达方向。
UWB定位方案应用UWB定位方案在许多领域有着广泛的应用。
以下是一些典型的应用示例：室内定位UWB定位方案可以用于室内定位，通过在室内布设若干基站和标签设备，可以实现对人员和物体的精确定位。
室内定位可以应用于智能楼宇、仓储管理、人员安全等场景。
UWB室内定位系统整体解决方案介绍
UWB室内定位系统页脚内容11.公司简介成都恒高科技有限公司，致力于高精度无线定位技术与视觉图像处理技术，打造两者相结合的“四维高精度定位系统”。
该系统包含传统意义的无线电三维空间合作式定位安防，并辅以视觉定位、视频联动的非合作式定位监管。
恒高旨在为客户提供全方位定位安防监管，以保障客户的人员物资安全。
恒高结合定位及视觉数据，精准分析企业客户的人员行为，规范人员作业方式。
在保障安全的同时，提升作业效率，为客户提供了丰厚的利润价值。
恒高依托电子科技大学前沿科学技术，及自身强劲的工程实践团队，在保证高精度定位系统优异效果的同时，将系统产品定价拉低了一个量级。
为客户提供价值，并减小客户的成本投入。
恒高现已申请专利技术二十余项，软件著作十余项，并不断有新技术转化为知识产权。
恒高拥有多个行业的系统解决方案，已实施于大型基建工地，石油化工，电力电网，养老院，监狱，并积极跟进智能社区，政府机关，机器人导航，旅游，停车场等等。
恒高还在不断挖掘高精度定位系统的潜力，以期为更多行业服务。
让每一个位置，每一张图像都发挥价值。
匠心永恒，高山景行。
恒高于2014年成立至今，秉持匠心不断打磨产品及系统，力求为客户提供最好的产品、系统和解决方案！页脚内容22.UWB无线定位2.1系统方案2.1.1定位概念2.1.1.1UWB技术原理超宽带（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。
超宽带的主要优势有，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。
uwb高精度定位原理
uwb高精度定位原理UWB（Ultra Wideband）超宽带技术是一种用于地理定位的创新技术。
它不仅实现了极低的功耗，而且还拥有精确的高分辨率定位能力，与GPS精度相匹敌。
它广泛应用于智能建筑，机器人定位，机器视觉，资产追踪，汽车安全，无线网络服务和自动化等行业。
UWB定位技术的特点在于其超宽的信号频带。
在UWB超宽带的频率范围中，发送的信号处于非线性状态，而不是整个频段的信号，这使得该技术具有较低的传播功率和功率发射器，从而实现了降低功耗和信号传播距离的作用。
UWB定位技术由基站接收机和定位单元（终端）构成。
当基站发出超宽带信号时，终端将接收基站发出的信号，通过计算终端到基站的时间差来估算终端的距离，从而可以推断用户的位置信息。
通过同步多台基站定位，就可以获得用户的位置。
UWB定位技术实现了极低的漫游要求，定位信息的准确度可达到4cm。
相比于其他定位技术，UWB定位精度更高，更稳定。
它可以实现室内外环境中高精度定位。
除此之外，UWB定位系统与Wi-Fi无线定位，蓝牙定位等较为相似，但具有如下优势，使得它可以充分发挥它在定位应用中的技术优势：（1）UWB定位精度较高，可以实现高精度的室内外现境应用。
（3）UWB在信号传播方面比传统的室内定位技术具有明显优势，可以实现较强的穿透能力和抗干扰性。
（4）UWB定位技术接收和发射信号时功耗极低。
（5）UWB定位技术高效、可靠、低成本，可以满足高得位追踪要求。
总之，UWB定位技术具有准确性高、功耗低、延迟小等优势，引领着无线定位技术的发展，为自动导航和精准定位提供了可靠的技术支撑。
北斗及超宽带定位技术在胶州湾海底隧道施工工程中的应用
北斗及超宽带定位技术在胶州湾海底隧道施工工程中的应用文 | 陆跃东 桂敏 马福行交信北斗（北京）信息科技有限公司图1 北斗高精度定位基准站部署图图2 隧道外作业区北斗高精度定位平台运行流程图平台主要包括卫星导航定位基准服务系统解算模块、卫星导航增强信息服务模块、高精度用户综合服务管理模块、运行状态监控模块与数据库模块等。
五、隧道内UWB精准定位应用1．隧道内人员车辆定位通过在隧道内平均每125m安装一个高精度融合定位基站，高精度融合定位基站可以实现隧道内的精确定位，采用先进的脉冲无线定位技术，能够实现隧道内人员与车辆的实时高精度定位。
通过为施工车辆安装防撞基站、施工人员佩戴定位防撞标签的方式来实现对施工作业车辆、人员的精确位置定位，实现空间一维、二维定位，精度高达车载防撞基站由主控芯片、UWB信模块、北斗模块、以太网连接器以及声光报警器等组成。
4G通信模块和以太网连接器分别用于实图3 隧道电子地图隧道人员车辆定位系统还支持全天候考勤，对施工人员实时自动（位置）跟踪，全面掌握施工人员在隧道的活动轨迹、位置分布，并且可实现紧急情况下的双向报警。
当遇到隧道突发事故，可以迅速找到被困人员的位置信息，保障人员安全的同时，有效提升管理效率。
2．施工作业人车防撞系统通过建设洞内外一体化施工作业人车防撞系统，满足作业人员、车辆紧急事件处理需求。
通过作业人员佩戴定位防撞标签、车辆安装防撞基站和作业人车防撞报警信息管理与服务。
施工车辆车载防撞基站能实现与定位防撞标签的实时测距，当任何车辆距离小于预警距离时，声光报警器将触发危险报警，提醒驾驶员和人员注意避让，有效地避免安全事故发生（图4）。
如图5所示，车载防撞基站支持隧道内外高精度融合定位同时支持人车防撞，车载终端配合声光报警器，设置好合适的安全距离，当人员和车辆或者车辆和车辆位置小于设定的安全距离将会触发报警，声光报警器播放警示语音，同时人x0, y0图4 人员车辆防撞示意图图5 车辆定位与防撞基站（左）及声光报警器（右）。
UWB高精度人员定位系统在各领域的应用
UWB高精度人员定位系统在各领域的应用UWB高精度人员定位是近几年来新兴的一项技术，它利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。
有人称它为无线电领域的一次革命性进展，认为它将成为未来短距离无线通信的主流技术。
那么UWB高精度人员定位系统应用领域有哪些呢？1、养老院在养老院，通过给老人佩戴智能手环或胸牌，不仅能够实时查看老人位置，还能够通过设置电子围栏来圈定安全活动范围，一旦老人走出安全区域，系统就会及时预警，通知管理人员前往查看，避免老人走失。
而且因为护工人员不可能24小时陪在每一个老人身边，难免会有疏漏，所以可以将一键报警功能集成在手环或胸牌中，一旦老人遇到危机情况，按下按钮就能够通知护工人员及时予以救助，避免危及老人走失。
2、工业仓库在工厂中，UWB高精度人员定位系统可以帮助传统工厂实现数字化管理，可实时查看员工位置、在岗时间、离岗时间、移动轨迹，提高岗位巡查效率。
通过后台对仓储货物位置的监管，可查看物品位置、所属仓库等数据，防止物资设备的丢失。
3、展厅在会展、展厅内，UWB定位系统可实现智能化导览服务，一方面可以实时导引观众前往想去的展位，另外也可以对观众的位置数据进行精准统计，查看参展客户及工作人员在展厅内的观览轨迹、停留时间等，实现办展效果精准分析，让展方了解参展人员感兴趣产品，为后期提升展会质量工作提供明确方向。
4、隧道在隧道施工现场，通过部署UWB室内人员定位系统，将定位标签集成至员工胸卡、安全帽等穿戴设备内，可以提供的集风险管控、人员管理、实时显示、应急救援等功能能够准确定位工人位置，保障工人施工安全、施工质量、施工进度。
5、机场在机场内，UWB室内人员定位系统可以通过移动设备给旅客提供导航路径，旅客可轻松找到候机区域、登机口、行李领取处等等，避免错过航班。
对于机场管理方面，通过UWB 定位分析不同区域旅客人员密度信息，能够加快测量排队进度，精简乘客流量、减少整个机场拥堵的发生。
uwb高精度定位,实现厘米级定位感知
uwb高精度定位，实现厘米级定位感知UWB（Ultra Wide Band）定位技术具有以下优点：高精度定位：UWB定位技术采用超宽带信号，可以实现非常高精度的定位，达到亚厘米级的空间精度和毫秒级的时间精度。
在室内定位领域，UWB技术是目前精度最高、误差最小的一种技术。
抗干扰能力强：UWB定位技术使用的是较低功率、大频带宽的短时隙脉冲，传输的信号能够穿透混凝土、金属等障碍物，在复杂环境中抗干扰性能更好。
能耗低：UWB定位技术在数据传输上的能耗比较低。
因为其采用超短脉冲的方式进行通讯，每一次发射只需要极少的电量。
同时，UWB标签不需要维护一个长期的连接，也能延长设备的工作寿命。
可扩展性强：UWB定位技术遵守国际电信联盟（ITU）的要求，并且全世界已经建立了完善的频谱规划和应用标准，未来还有更多的扩展应用空间。
高效理论广泛：UWB定位技术的数学模型简单且清晰，因此很容易扩展到多个维度、多层次的使用场景。
同时，UWB激励器和天线也比较容易得到，可快速部署与实施。
总之，UWB定位技术具有高精度、抗干扰能力强、能耗低、可扩展性强、理论基础广泛等优点，在诸如室内人员追踪、物资管理、安防监控等领域中有着非常广泛的应用前景。
目前UWB定位技术应用在物体定位：UWB技术可以用来实现高精度室内定位，可广泛应用于物流追踪、设备定位等场景。
安防监控：UWB技术可以用于实现精确的人员、物品跟踪及控制，对于公共场所的安全保障有着重要作用。
个人健康管理：UWB技术可以通过测量人体运动轨迹、姿势变化等信息，结合相关算法提供个性化的健康管理服务。
智能家居：UWB技术可以用于检测房间内物品摆放状态、人体位置信息，从而实现更加智能的家居控制。
电子钥匙：UWB定位技术可以实现数字钥匙的概念，通过智能手机可以实现开门关门。
并且数字钥匙可以远程开锁和关锁。
目前被广泛应用于智能汽车的智慧应用。
这样的数字钥匙可以大大的提高安全性，用户丢失了传统钥匙或者忘带而无法进入家或车内的情况都不会再出现。
uwb定位技术原理介绍
UWB定位分析平台为化工厂、露天煤矿、焦化厂、智慧工厂提供高精度的人员和资产定位方案；
UWB定位精度高达10cm，根据应用场景，随需而变，提供四种定位模式：
1) 三维定位：区域内至少部署4台定位基站，实现三维空间内的精准定位。
2) 二维定位：区域内至少部署3台定位基站，实现二维平面的精准定位。
3) 一维定位：区域内至少部署2台定位基站，实现一维线性定位，适用于走廊、通道、隧道等狭长区域。
4) 零维定位：即存在性感知。区域内安装1台定位基站，实现区域内人员资产的存在性感知，适用于小型房间等区域。
1) 定位基站：基站Байду номын сангаас过超宽带通信技术、智能感知技术、物联网技术与定位标签进行实时通信，实现标签的定位功能。
2) 定位标签：携带标签的人员或者资产通过发射超宽带通信信号与基站相互通信，使标签自身被定位。
3) 定位引擎：基站实时将原始数据发送给定位引擎。定位引擎通过大数据分析技术和定位算法，实时计算标签的坐标位置。
4) 显示终端：通过大数据分析技术和定位算法所计算出的标签坐标展现于显示终端。显示终端可能是PC、平板电脑、手机、或者大屏。
低成本高精度的定位技术-UWB定位
低成本的高精度定位技术-UWB定位除了全球定位系统(GPS)在导航和室外环境的应用定位以外，人们对室内定位、短距离定位等应用不甚了解。
随着各式各样的建筑的建立人们在室内的时间是室外的4倍，室内定位的需求也越来越大。
未来无线定位技术的趋势是室内定位与室外定位相结合，实现无缝的、精确的定位。
现有的网络技术还不能完全满足这个要求，而UWB技术由于功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、定位精度极高等优点，在众多无线定位技术中脱颖而出。
UWB定位实现原理：超宽带（Ultra Wide-Band，UWB）UWB定位是一种新型的无线通信技术。
该技术采用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定位特点：1.定位基站之间使用无线同步，减少施工成本2.网络简单，部署规划成本极低，自恢复能力强3.可选多种基站定位方式，定位标签续航时间最短超过一个月。
具有电量监测功能，定位基站电量不足时及时提醒充电4.终端实时显示位置信息，实现导航功能，容量无限大5.可通过移动通信网络实现远程位置跟踪6.可应用于复杂的工业现场，以最优性价比实现了较好的效果UWB定位的应用可以为哪些行业带来改变？工业制造：UWB定位系统可以实时记录显示工人位置信息，实现自动考勤，提高员工出勤率；通过跟踪监测人员、物资、设备，来保障物资及工人的安全、减少人工管理成本。
医院、养老院：老人或病人，由于生活自理能力差，且自我判断和保护能力不足，容易迷失方向，遇到危险时也很难实现自救和求助。
通过UWB定位技术能够有效对老人和医院病人可以实时的跟踪定位，及时处理应急情况，为他们的生命健康安全和日常生活提供有力保障，同时减轻工作人员的压力。
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B区域模块：盾构机工作区
B区域模块：实现地面 工作区人员高精度定位、 一键紧急报警，灾后紧 急救援等功能。需定位 微基站4台，成本约 XXX
C 区域模块：井下施工区域
C 区域模块：实现井下 人员高精度定位、一键 紧急报警，灾后紧急救 援等功能。需定位微基 站26台，成本约XXXຫໍສະໝຸດ WI-FI或以太网 数据回传
一键求救
系统功能 <灾后救援指导 >
当突发情况发生，定位系统将保留人员最后的活动位置，为紧急营救提供重要的参考
系统功能 <视频联动>
实时追踪 监控
切换监控 目标
智能调用 机位
影像存档
系统功能 <禁区报警>
自动报警
禁止区域 开关
可划定多个 禁区
访问禁区 权限设定
自定义 名称
产品介绍
工业型微基站
入 口
隧道延伸方向
THANKS
• 使用频率：3.2 ~ 4.8GHz • 定位精度：15cm • 防护等级：IP67 • 覆盖范围：30M~50M • 电源接口：POE/DC5V • 工作模式：支持有线和无线 • 尺寸：300 x 195 x 60.2 mm • 最大功率：3W • 备注：可拓展太阳能供电（定制）
安全帽人员定位标签（TAG）
• 定位精度：15CM • 定位距离：30米至50米 • 刷新率：可更改 • 工作频段：3.2GHz~4.8GHz • 电池：内置锂电池（可充电） • 待机时间：>100天 • 尺寸：73.2 x 38.8 x 14.8 mm
A区域模块：地面工作区
A区域模块：实现地面 工作区人员高精度定位、 一键紧急报警，灾后紧 急救援等功能。需定位 微基站10台，成本约 XXX
厘米级隧道人员定位安全管理系统 解决方案
系统架构图
系统实现功能
高精度实时定位
视频联动
一键求救
禁区报警
灾后救援 指导
系统功能 <实时定位>
实时的定位并在后台监控界面显示各岗位工作人员或车辆的位置，可以查看并且回放其的活动轨迹
系统功能 <一键求救>
当员工遇到或发现危机情况，可通过定位标签后的SOS按钮，一键求救告警，并定位告警位置