超宽带室内定位
(完整版)UWB室内定位技术
(1)每个定位标签 以UWB脉冲重复不间断发送数据帧；
(2)定位标签 发送的UWB脉冲串被 定位基站 接收；
(3)每个 定位基站 利用高敏度的短脉冲侦测器测量每个 定位标签 的数据帧到达接收器天线的时间；
(4)定位引擎 参考标签发送过来的校准数据， 确定标签达到不同 定位基站 之间的时间差， 并利用三点定位 技术及优化算法来计算标签位置。
（3）多径分辨能力强
UWB由于其极高的工作频率和极低的占空比而具有很高的分辨率，窄脉冲的多径信号在时间上不易重叠，
很容易分离出多径分量，所以能充分利用发射信号的能量。实验表明，对常规无线电信号多径衰落深达10〜
30dB的多径环境，UWB信号的衰落最多不到5dB。
（4）隐蔽性好
因为UWB的频谱非常宽，能量密度非常低，因此信息传输安全性高。另一方面，由于能量密度低，UWB
香农公式给出C=Blog2（1+S/N）可以看出，带宽增加使信道容量的提高远远大于信号功率上升所带来的效 应，这一点也正是提岀超宽带技术的理论机理。超宽带无线电系统用户数量大大高于3G系统。
2）数据传输速度快
UWB系统使用上吉赫兹的超宽频带， 根据香农信道容量公式， 即使把发送信号功率密度控制得很低， 也可 以实现高的信息速率。一般情况下，其最大数据传输速度可以达到几百兆比特每秒到吉比特每秒。
设备对于其他设备的干扰就非常低。
（5）定位精确
冲激脉冲具有很高的定位精度，采用超宽带无线电通信，可在室内和地下进行精确定位，精度最高可达2
厘米，一般精度在15厘米内。而GPS定位系统只能工作在GPS定位卫星的可视范围之内。与GPS提供 绝对地理位置不同，超短脉冲定位器可以给出相对位置，其定位精度可达厘米级。
uwb定位技术
uwb定位技术UWB定位技术，即Ultra Wideband定位技术，是一种基于超宽带技术的定位技术，可以在室内和室外实现高精度的空间定位。
本文将详细介绍UWB定位技术的原理、应用领域以及发展前景等相关内容。
UWB定位技术利用超宽带信号，通过发射连续的多频率、多脉冲的短时信号，实现对信号传播的时延测量，从而实现对目标位置的定位。
相比传统的定位技术，UWB具有以下几个重要特点。
首先，UWB具有高精度的定位能力。
UWB信号的带宽较宽，可以达到几个GHz甚至更宽的范围，这使得信号的时延测量精度可以达到纳秒级甚至更高。
同时，UWB信号的多径传播特性也可以通过信号处理算法进行有效的抑制，提高定位的精度。
其次，UWB定位技术适用于室内环境。
由于UWB信号的频谱覆盖范围较宽，可以穿透建筑物、固体物体等障碍物，从而实现室内环境下的定位需求。
这对于一些需要在室内进行精确定位的应用场景，如室内导航、智能家居、室内安防等具有重要的实际意义。
此外，UWB定位技术还具备抗干扰能力强的特点。
由于UWB信号的带宽较宽，信号与其他窄带信号的频率隔离较大，因此具有较强的抗干扰能力。
这使得UWB定位技术在复杂的电磁环境下，如高密度无线通信网络覆盖区域等，仍然能够保持较高的定位精度和稳定性。
目前，UWB定位技术已经在多个领域得到了广泛的应用。
在室内导航领域，UWB定位技术可以利用其高精度的定位能力，为用户提供精确的室内导航服务，辅助用户进行室内位置的识别和导航。
同时，UWB 定位技术还可以在智能家居领域发挥作用，通过对用户位置的准确掌握，实现对家居设备的智能控制和管理。
此外，UWB定位技术还可以应用于室内安防领域。
通过对目标位置的准确定位，可以实现对入侵者的精确定位和追踪，提高安防系统的警戒能力和反应速度。
同时，UWB定位技术还可以在工业自动化领域中，通过对设备和工件的定位，提高生产效率和管理水平。
未来，随着5G、物联网等技术的发展，UWB定位技术有望在更多领域实现广泛应用。
超宽带室内定位原理及TDOA定位算法
１概 述
随着 科 技 的发 展 与 进 步 ， 全球卫星定位系统（ Ｇ Ｐ Ｓ ） 已 经 可 以在 室外提供稳定 、 精确 的定位导航服务 ， 但 在室 内或者有 障碍物遮 挡 情况下， Ｇ Ｐ Ｓ因其信号穿透能力较差而无法实现精确 的室内定位服 务， 因此 室 内定 位 成 为定 位 导 航 领 域里 的 “ 最后 一 公 里 ” 问题 。再 加 上近年来短距离无线通信和移动网络技术 的迅速发展催生 了市场 对高精度室 内定位 的强烈需求 ， 所 以， 如何实现稳定 、 可靠的室内定 位 逐渐 成 为 行业 内关 注 的热 点 。 为解决室内定位这一难题 ， 国内外研究人员尝试 了红外传播技 术、 ＷＬ Ａ Ｎ技 术 、 超声 波技术射频识 别技术 （ Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ） 、 蓝 牙技 术 、 ｚ ｉ ｇ — Ｂ ｅ ｅ 技 术 等 。但 受 限于 作 用距 离 、 交互性能、 定位 精 度 、 抗 干扰 能 力 、 功 耗 以 及 成 本 等 条 件 ，这 些 室 内定 位 技 术 都 没 能 广 泛 推 广 应 用 开 来。超宽带（ ｕ ｗＢ ） 技术是一种无载波通信技术 ， 其具有的抗 干扰能 力能强 、 安全性好 、 穿透能力强 、 传输速率高 、 系统容量大 以及功耗 非常低等优点使其为室内定位技术提供 了另一种可能。 ２ 超 宽带 室 内定位 原 理 根据美 国联邦通信委员会（ Ｆ Ｃ Ｃ） 的定 义 ， Ｕ ＷＢ是指相对带宽
其中ｆ Ｈ 和ｆ Ｌ 分别表示该信号一 ｔ ０ ｄ Ｂ带宽的高 、低频率 ， 为 中 心频率 。
参考 节点 （ Ｒ ｅ ｆ ） 参考节 点 （ Ｒ ｅ ｆ ）
Ｊ √ （ 一 ） ＋ （ ｙ — Ｙ ｚ ） 一 √ （ 一 五 ） ＋ （ ｙ — Ｙ １ ） ＝ ｃ （ 一 ）
主流的室内定位技术15种简要介绍及对比
主流的室内定位技术15种简要介绍及对比引言随着智能化时代的到来，室内定位技术成为了人们关注的焦点。
在室内环境中，由于GPS信号的衰减和建筑物的遮挡，传统的定位技术无法准确地确定用户的位置。
因此，各种室内定位技术应运而生。
本文将介绍主流的室内定位技术，并对它们进行简要的对比。
1. Wi-Fi定位技术Wi-Fi定位技术利用Wi-Fi信号的强度和延迟来确定用户的位置。
通过收集周围Wi-Fi设备的信号强度，可以进行三角定位，从而获得用户的位置信息。
2. 蓝牙定位技术蓝牙定位技术通过收集周围蓝牙设备的信号强度和延迟来确定用户的位置。
相比Wi-Fi定位技术，蓝牙定位技术的定位精度更高，但覆盖范围较小。
3. RFID定位技术RFID定位技术利用无线射频识别技术来确定用户的位置。
通过在物体上贴上RFID标签，并在室内环境中布置RFID读写器，可以实现对物体位置的实时追踪。
4. 超声波定位技术超声波定位技术通过发射和接收超声波信号来确定用户的位置。
通过计算超声波的传播时间和强度，可以实现高精度的室内定位。
5. 激光定位技术激光定位技术利用激光测距仪来确定用户的位置。
通过测量激光束的时间延迟和角度，可以实现高精度的室内定位。
6. 红外定位技术红外定位技术通过接收红外光信号来确定用户的位置。
通过在室内环境中布置红外传感器，可以实现对用户位置的实时监测。
7. 超宽带定位技术超宽带定位技术利用超宽带信号的传播特性来确定用户的位置。
通过测量超宽带信号的时间延迟和强度，可以实现高精度的室内定位。
8. 视觉定位技术视觉定位技术利用摄像头和图像处理算法来确定用户的位置。
通过识别场景中的特征物体或标志物，可以实现对用户位置的定位。
9. 磁场定位技术磁场定位技术利用地球磁场的变化来确定用户的位置。
通过在室内环境中布置磁场传感器，可以实现对用户位置的实时监测。
10. 惯性导航定位技术惯性导航定位技术利用加速度计和陀螺仪等惯性传感器来确定用户的位置。
基于UWB的室内定位技术综述
基于UWB的室内定位技术综述本文旨在综述基于UWB（超宽带）技术的室内定位技术，介绍其现状、发展趋势、原理、算法和精度评估方法，并探讨其应用前景和研究方向。
UWB技术是一种利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据的无线通信技术，具有高带宽、低功耗、抗干扰能力强等优点。
在室内定位中，UWB技术通过测量信号传输时间差来实现位置定位。
室内定位技术是指通过无线信号、传感器、图像识别等技术，在室内环境中实现目标物体的位置定位。
根据定位原理，室内定位技术可分为基于测距的定位技术和基于非测距的定位技术。
其中，基于测距的定位技术包括TOA、TDOA、AOA等，基于非测距的定位技术包括指纹库定位、基于场景分析的定位等。
在室内环境中，UWB技术具有较高的定位精度和稳定性，是一种有效的室内定位技术。
UWB技术在室内定位中具有以下应用场景和优势：室内精确定位：UWB技术通过测量信号传输时间差，可以实现厘米级的室内定位精度，适用于工厂、仓库、医院等需要高精度定位的场所。
人员跟踪与定位：UWB技术可以用于人员跟踪与定位，实现智能监控、紧急救援等功能。
例如，在医院病房中，可以通过UWB技术对医护人员进行实时跟踪和定位，以便在紧急情况下快速找到医生。
物联网应用：UWB技术可以与其他无线通信技术相结合，实现物联网应用中的定位功能。
例如，在智能家居中，可以通过UWB技术对智能设备进行精确的定位和控制。
然而，UWB技术在室内定位中也存在一些挑战和限制。
UWB信号容易受到多径效应和噪声干扰，这可能导致定位精度的下降。
UWB技术在室内的覆盖范围相对较小，这限制了其应用场景。
UWB技术的硬件成本较高，这也限制了其广泛应用。
为了提高UWB室内定位技术的精度和稳定性，可以采取以下措施：引入多天线技术：通过在发射端和接收端使用多个天线，可以有效地减小多径效应和噪声干扰，提高信号的接收质量。
优化信号处理算法：针对UWB信号的特点，可以开发针对性的信号处理算法，以减小多径效应和噪声干扰对定位精度的影响。
超宽带室内定位关键技术
ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｏ ｆ ＵＷ Ｂ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｏ ｆ ｔ ｉ ｍｅ ｏ ｆ ａ ｒ ｒ ｉ ｖ ａ ｌ（ ＴＯＡ ） ｅ ｓ ｔ ｉ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｔ ｉ ｍｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ — ｗｉ ｄ ｅ — ｈ ａ ｎ ｄ（ ＵＷ Ｂ） ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｓ ｆ ａ ｃ ｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｔ ｅ ｓ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ
第２ ８ 卷第６ 期
２ ０１ ３年 １ １月 Leabharlann 数 据 采
集
与
处
理
Ｖｏ １ ． ２ ８ ＮＯ ． ６
Ｎｏ ｖ． ２０ １３
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｄａ ｔ ａ Ａｃ ｑ ｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ＆ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ
文章编号 ： １ ０ ０ ４ — ９ ０ ３ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ７ ０ ６ — ０ ８
．
Ｔｈ ｉ ｓ ０
ｖ ｅ ｒ ｖ ｉ ｅ ｗ ｉ ｓ ｆ ｏ ｌ ｌ ｏ ｗｅ ｄ ｂｙ ｔ ｈｅ ｆ ｕ ｎｄ ａ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ ｓ ｏ ｆ ｐｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎ ｇ
．
Ｔｗｏ ｋｅ ｙ ｃ ｈ ａ ｌ ｌ ｅ ｎｇ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｉ ｓ ｓ ｕｅ ｄ，ｉ ．ｅ ．
Ｃｏｍ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ｓ ｅ ｎｓ ｉ ｎｇ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ ｉ ｓ ａ ｐｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂｌ ｅ ｍ ｓ ｏｌ ｖ ｉ ｎ ｇ ａ ｎｄ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｇｉ ｖｅ ｎ
UWB室内人员定位技术原理与流程
UWB室内人员定位技术原理与流程
UWB室内人员定位技术原理
UWB室内人员定位技术即超宽带技术，它是一种无载波通信技术，利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。
传统的定位技术是根据信号强弱来判别物体外置，信号强弱受外界影响较大，因此定位出的物体位置与实际位置的误差也较大，定位精度不高，而UWB高精度人员定位采用了宽带脉冲通讯技术，具备极强的抗干扰能力，使定位误差减少。
UWB定位技术的出现填补了高精度定位领域的空白，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供厘米级的定位精度等优点。
UWB高精度人员定位技术流程
1、利用单基站定位一般采用AOA算法，采用多基站定位多采用TDOA算法。
2、定位引擎参考标签发送过来的校准数据，确定标签达到不同定位基站之间的时间差，并利用三点定位技术及优化算法来计算标签位置。
3、定位标签发送的UWB脉冲串被定位基站接收。
4、每个定位标签以UWB脉冲重复不间断发送数据帧。
5、每个定位基站利用高敏度的短脉冲侦测器测量每个定位标签的数据帧到达接收器天线的时间。
本文由铱微云UWB室内定位系统小编整理发布。
uwb定位
UWB定位简介UWB（Ultra-Wideband）定位技术是一种基于超宽带电磁波的定位技术，采用了大带宽短脉冲信号，能够提供高精度的定位和距离测量能力。
UWB定位技术被广泛应用于室内定位、智能家居、无人驾驶等领域。
原理UWB定位系统主要由三个组成部分构成：UWB发送器、UWB接收器和定位算法。
UWB发送器通过发送短脉冲信号，并通过天线将信号发送到空间中。
UWB 接收器接收从目标返回的信号，并通过信号处理和测量从而计算出目标的距离和位置信息。
定位算法根据接收到的信号数据，利用数学模型计算出目标的位置。
UWB定位的基本原理是利用电磁波在空间中的传播时间差来计算距离。
在UWB定位系统中，通过同时使用多个接收器接收从目标返回的信号，可以计算出多个距离。
利用三角定位原理，通过计算这些距离，就可以得到目标的位置。
应用室内定位在室内环境中，由于传统的GPS定位技术无法提供高精度的定位结果，UWB 定位技术成为了室内定位的首选技术。
它可以通过在室内布局多个UWB设备，实现对目标的实时定位和跟踪。
室内定位系统可以应用于大型商场、医院、机场等场所，方便用户快速找到目标位置。
智能家居UWB定位技术在智能家居领域也有广泛的应用。
通过在家中布置UWB设备，可以实现家居设备的自动控制和智能化管理。
例如，当用户离开家时，UWB设备可以感知到用户的离开，并自动关闭不需要工作的电器设备，实现节能和便利。
无人驾驶UWB定位技术也在无人驾驶领域发挥着重要的作用。
无人驾驶车辆需要准确地感知周围环境和障碍物，以便做出正确的决策和行驶路径规划。
UWB定位技术可以实时获取车辆与周围物体的距离和位置信息，为无人驾驶提供精确的定位和导航支持。
优势相比较其他传统的定位技术，UWB定位技术具有以下几个优势：1.高精度：UWB定位技术可以实现厘米级的定位精度，满足需要高精度定位的应用场景。
2.抗干扰：UWB定位技术在频谱上的宽带特性使其具备较强的抗干扰能力，可以在多径衰落、多用户、多路径和复杂室内环境中稳定工作。
uwb技术的应用实例
uwb技术的应用实例UWB技术在智能家居中的应用实例随着智能家居的快速发展，UWB技术（Ultra-Wideband，超宽带）得到了广泛的应用。
UWB技术是一种无线传输技术，其带宽非常宽广，可以让传输的数据量更大，传输速度更快，且具有高精度定位的特点。
本文将介绍UWB技术在智能家居中的应用实例。
1. 室内定位UWB技术的一个主要应用是室内定位。
在智能家居中，通过UWB 技术可以实现对家庭物品和家庭成员的实时定位。
通过安装UWB 定位标签，可以将家庭中的物品和家庭成员与定位系统进行连接，实现室内定位和追踪。
这种技术可以帮助家庭成员找到他们需要的物品，例如钥匙、手机等等。
另外，如果有老人或儿童在家中，可以通过UWB定位技术实现对他们的实时监控和安全保障。
2. 智能门锁UWB技术还可以应用在智能门锁中。
传统的门锁需要使用钥匙或密码来开启，但是UWB技术可以实现蓝牙门锁或UWB门锁，消除了传统门锁的一些弊端。
通过UWB技术，家庭成员可以轻松地通过智能手机或其他设备打开门锁，不需要使用钥匙或者记住密码。
另外，在家庭成员离开家时，UWB门锁可以自动锁定，增加家庭的安全性和便利性。
3. 家庭监控UWB技术还可以应用于家庭监控中。
例如，通过UWB技术，可以安装红外传感器或其他传感器来监测家庭成员的行动轨迹。
当有人进入家中时，UWB系统会自动启动监控系统，并向家庭成员发送警报。
此外，UWB技术还可以用于监测家庭成员的健康状况，例如监测心率、血压等等，及时发现健康问题并采取相应的措施。
4. 智能家居控制UWB技术还可以应用于智能家居控制系统中。
通过安装UWB传感器和控制器，家庭成员可以使用智能手机或其他设备轻松地控制家庭中的各种设备。
例如，可以通过智能手机控制灯光、空调、音响等等。
此外，通过UWB技术，还可以实现自动化控制，例如当家庭成员进入某个房间时，系统会自动打开灯光和空调，提高家庭的便利性和舒适性。
总结以上就是UWB技术在智能家居中的应用实例。
超宽带室内定位在生产中的应用分析
图1 0维、一维、二维定位示意图图2三维定位示意图3发展现状及前景
目前，在2B(To Business)端，基于超宽带的高精度定位和各个垂直行业的结合正在快速开展，并且越来越有机。从传统工业制造、仓储物流以及公检法司的定位应用，到新兴的工业4.0、智慧仓储、新零售行业，高精度定位正在赋能各个垂直行业，为该行业的智慧升级提供基础技术和灵感，使生产更智能更高效。智慧工厂的目标是通过把生产过程数字化达到降本增效，而高精度定位是生产过程数字化的必要技术。所有会动的东西都需要被定位，通过定位技术的赋能，人、机、料能够达到更好的协同匹配，是提高生产效率的有效技术手段。
1技术特点
如前言所述，超宽带是通过宽频谱范围、纳秒级的无载波窄脉冲传输数据，这决定了超宽带技术在室内定位中具有得天独厚的优势，主要表现在：
1.抗多径能力强，定位精度高：带宽决定了信号在多径环境下的距离分辨能力。超宽带的带宽很宽，多径分辨能力强，便于分辨滤除大部分多径干扰信号的影响，得到精度很高的定位结果。超宽带可以在距离分辨能力上高于其他传统系统，复杂环境下其精度能够达到明显优于蓝牙等常规定位方式的效果。
2.时域精度高：超宽带脉冲信号的带宽在纳秒级，理论上能够达到厘米或毫秒级的定位精度，由测量数据来计算位置时，更容易估计获得更准确的位置。
3.电磁兼容性强，安全性高：超宽带的发射功率低，信号带极宽，能够很好地隐蔽在自然电子信号和其他环境噪声之中，使得基于频谱搜索的检测设备无法识别和接收，必须采用与发射端一致的扩频码脉冲序列才能进行解调，且不会对其他通信业务或通讯设备产生互相干扰。
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提供极高的信道容量，达到Gbps以上的传输速率，或者在很低的信噪比下，以
一定的传输速率实现可靠传输。
（3）低成本，低功耗
（4）信号衰减小，穿透能力强
（5）定位精度高
6、保密和安全性能好
超宽带信号的功率谱密度非常小，淹没在环境 噪声和其他信号中，同时又具有极宽的带宽， 很难被基于频谱搜索的侦测设备检测到。
✓ 基于到达角的定位（AOA） 基于到达角的算法也称三角测量，是通过测量仪来计 算位置，只要测量出目标节点距离两个基站的信号到达角度，就能够确定其位置。
✓ 基于信号特征强度的定位（RSSI） 已知发射节点的信号强度，由接收节点根据收到 的信号强度来计算出信号的传输损耗，再利用理论和经验模型蒋传输损耗转化为 距离，然后计算出节点的位置。
同时超宽带系统可以采用多种扩频多址方式， 包括：跳时扩频、跳频扩频、直接序列扩频等， 在接收端必须采用与发射端一致的扩频码才能 正确的解调数据，这使得使非合法用户很难获 取合法用户的传输信息，系统的安全性和保密 性非常高。
4.UWB的发展
应用到民用领域
FCC开放频带 第一个专利被授予 最早美国提出
（1）卫星定位
各国的卫星定位系统
•美国：GPS •俄罗斯：GLONASS •欧盟：伽利略 •中国：北斗一号（区域）、北斗二号（全球）
GPS是目前世界上最常用的卫星导航系统。
GPS：系统结构
主要优缺点
•宇宙空间部分
•优点
✓24颗工作卫星
✓精度高
•地面监控部分（全部在美国境内）
✓全球覆盖，可用于险恶环
测距,定位
➢超宽带信号在的应用。
➢例如在敌方领土上营救人员，儿童搜寻，寻 找丢失的宠物和行李，跟踪、搜索和解救人 员，定位贵重的物品的位置，家庭无线个人 网，无线Ad Hoc网，高速数据传输 ，等等
6.主流的无线定位系统
•卫星定位：GPS •蜂窝基站定位 •无线室内环境定位 •新兴定位系统：A-GPS，网络定位
• 定位技术的两个步骤：测量物理量→根据物理量确定目标位置
• 常见定位技术：
✓ 基于距离的定位（ToA） 基于到达时间的测量是依据信号的单程传播时间来计算待 测节点和信号发射机之间的距离。
✓ 基于距离差的定位（TDoA） 一般采用终端将两个已知节点收到的信号进行互相关 处理来计算目标节点和已知节点间的距离。
✓1个主控中心（另有1个备用）
境
✓4个专用地面天线 ✓6个专用监视站
•用户设备部分
•缺点
✓启动时间长 ✓室内信号差
✓GPS接收机
✓需要GPS接收机
（2）蜂窝基站定位
•GSM蜂窝网络
✓通讯区域被分割成蜂窝小区 ✓每个小区对应一个通讯基站 ✓通讯设备连接小区对应基站进行通讯
•利用基站位置已知的条件，可对通讯设备进行定位
签放置在带定位物体上。通过读写器天线发射和接收射
频信号来达到定位目的。优点是数据量大，保密性好抗干 扰能力强。但是其作用距离短，不具有通信性不便于与其 他系统的集成。
• 超宽带定位技术（UWB）
3.与其它短距离无线技术的比较
名称
定位精度（米） 可靠性
成本
安全性
蓝牙技术
2m-5m
中
高
低
无线局域网 1m-3m
中
低
低
射频识别
1m-20m
低
低
中
超宽带
0.1-1m
高
低
高
超宽带室内定位原理
超宽带信号的带宽 范围是3.110.6GHZ，从图中 知，信号的带宽越 宽其定位效果越好
SNR(dB) 图 --信噪比-均方误差
定位系统的原理框图：
• 定位技术的关键：
– 有一个或多个已知坐标的参考点 – 得到待定物体与已知参考点的空间关系
基于超宽带的室内定位
1.超宽带的定义
• 2002年4月，美国联邦通信委员会(FCC)发布 了民用UWB设备使用频谱和功率的初步规定。 规定中将相对带宽大于0.2或在传输的任何时 刻带宽大于500MHz的通信系统称为UWB系统。
• FCC对UWB系统所使用的频谱范围规定为3.110.6GHz，发射机的有效各向同性发射功率不 得高于-41.3dBm/MHz。
•优点
✓不需要GPS接收机，可通讯即可定位 ✓启动速度慢 ✓信号穿透能力强，室内亦可接收到
•缺点
✓定位精度相对较低 ✓基站需要有专门硬件，造价昂贵
（3）室内定位系统
• 蓝牙定位技术（Bluetooth）
蓝牙技术是爱立信、IBM等5家公司在1998年联合 推出的一项无线网络技术。蓝牙的传输距离为10cm～ 10m。它采用2.4GHzISM频段和调频、跳频技术，速率为 1Mbps。
至今 2002年 1973年
1960年提出
5.UWB应用
UWB雷达（探地地雷、反恐穿墙雷达） 雷达、探测
➢超宽带依赖于极微弱的、与雷达中所使用的 相近的基带窄脉冲，具有很强的穿透能力， 能穿透树叶、墙壁、地表、云层等障碍，辨 别出障碍物后隐藏的物体或运动着的物体， 测距精度的误差只有一两厘米。
➢可以应用在：穿墙雷达、安全监视、透地探 测雷达、工业机器人控制、监视和入侵检测、 道路及建筑检测、贮藏罐内容探测等。
几种方法比较： （1）取不同的节点数：
已知节点n
结论: 可以看出混合算法 TOA/RSSI在定位精 度上有一定的优势， 无论是在可利用节点 数较少的情况下还是 在可利用节点多的情 况下。在可利用节点 数较少 的情况下， TDOA的定位精度要 高于TOA的定位精 度，在已知节点数大 于6时，TOA的定位 精度较好。RSSI是 基于信号强度来进行 定位的，其性能不如 基于时间测量的方法。
• 无线局域网定位系统（WLAN）
基于无线局域网的定位系统也是一种基于无线信 号强度的定位方法。在无线局域网标准802.11中， 无线访问节点和无线网卡都可以测量无线信号强 度。
• 射频识别定位技术（RFID）
射频识别技术利用双向通信交换数据来达到识别及定位的 目的。射频识别定位需要将具有唯一 电子标码的射频标
2.超宽带的特点
(1)共存性能好
超宽带技术可以与现有的其他通信系统共享频谱。超宽带通信使用的频谱范围 从3.1GHz到10.6GHz，频谱宽度高达7.5GHz，通过发射功率的限制，避免了 对其他通信系统的干扰。
（2）信道容量大，传输速率高
香农信道容量公式
C
B
log
(1 S 2
/N)
超宽带信号占有数百兆赫兹（MHz）甚至几吉赫兹（GHz）带宽，理论上可以