UWB定位的维度有0维空间、1维空间、2维空间和3维空间。在工厂内，最为常用的是零维和二维定位。具体选择哪种定位的维度，取决于现场的环境和工厂的投入产出比。

1：零维定位

零维空间主要用来做存在性监测，对定位精度的要求不高，最常见的是一个小的房间，用于检测这个人或物料是否进入了这个房间。定位的时候只管是否存在，并不明确被定位的目标所在的具体位置。

2：一维定位

一维空间主要是应用在比较狭长的区域，比如，走廊、通道等场景，定位的时候不会关注在通道的左边还是右边，都会被定位在走廊的中间位置。在这种场景下，没必要实现精确的2维定位。

3：二维定位

二维空间是最典型的UWB定位方式，在工厂现场多是二维定位，可以知道并定位目标的XY坐标。存在多层楼的情况下，依然是二维定位，定位策略只是区分出楼层即可。

4：三维定位

三维空间是通过空间定位的方法获得 XYZ 的坐标，在一般的场景下，不太用三维定位，主要的问题是Z轴需要得到很好的精度，难于满足基站的部署条件。一般工厂的厂房空间高度差只有4~6m，而通常在XY 的平面方向的基站部署都在20m 以上。

（1）方案规划

由集成商或者业主提供被定位区域CAD图纸用于评估区域面积、区域建筑环境，从而估算出符合用户定位需求的基站数量及大致安装位置。

值得注意的是：提供CAD图纸需要注明需要定位的区域。尽量提供详细的现场说明，例如某区域需要的定位精度，想要实现的定位效果；被定位目标数量及相关设施说明，遮挡情况，有无安装条件，是否存在恶劣环境，距离最近机房或集线箱的位置等。

（2）点位勘测

该阶段需要由甲方带领项目工程师和施工方进行现场的实地勘察，在熟悉现场环境并与施工方沟通各点位可施工条件的情况下，对前一阶段所做的方案规划进行复核、修正。

注意：该阶段应由甲方熟悉项目需求的负责人带队，在与甲方充分沟通现场情况下，对初始方案进行调整，给出定位系统基站部署的建议，预期能达到的效果，并得到甲方的认可。

（3）方案优化

该阶段需要UWB项目工程师现场勘察后，与客户进行沟通以下几个事项：

1）明确各区域基站部署数量；

2）明确各区定位方式及预期定位精度；

3）明确项目实施计划周期（由施工方拟定）；

4）集成方统筹项目成本，实施难度及需求，给项目工程师的方案作出修正和调整建议；

5）双方沟通确定共同目标，形成书面合同，明确各方权利及义务。

（4）基站安装

该阶段需要集成商、施工方与UWB定位供应商项目工程师三方就现场环境的勘测情况，给出基站的架设方式。

UWB室内基站安装时，需要远离玻璃、金属墙壁1m 以上；不得安装在明显有遮挡的位置；不得安装在大型机械设备附近；不得安装在日光灯，空调器通风口附近；挂壁式安装方法需要用支架固定在墙面，并远离墙面20~30cm；天线要求垂直于地面。

UWB室外基站安装时，立杆必须做防雷接地处理；立杆高度建议3~5m；
接线箱必须防水；网线连接处必须外套防水软管，接头处用防水塞处理；基站不得安装在有明显建筑物遮挡处。

（5）网络架设

该阶段需要集成商现场负责人与施工方确认各基站组网方式，并提交网络拓扑给UWB供应商项目工程师。施工方应该对项目现场现有拓扑熟悉，了解各区域集线箱及交换机情况。

（6）系统调测

该阶段由UWB供应商工程师和集成商项目现场负责人共同完成。

1）将基站坐标录入定位引擎，并校验；
2）将标签录入定位引擎，并校验；
3）测试每个区域的主要道路，甲方指定的定位区域等，并保留测试数据；
4）UWB 定位供应商工程师提供测试报告，给出问题区域的解决建议；
5）问题基站的故障排查，如涉及供电及网络问题，需施工方配合进行处理；
6）定位引擎接口的对接；
7）定位引擎在服务器上的安装与配置。

（7）系统验收

该阶段由集成商项目现场负责人完成，将测试通过的情况汇报甲方负责人，并作为验收标准。

1）静态定位精度

验收方法：计算静态点位的平均精度是否满足验收要求。验收工具会根据每一次采样解算出来的点位与实际坐标做差值，得到这一次定位的精度值。

2）动态定位精度

验收方法：由于动态定位轨迹难量化，以轨迹的合理性为验收标准。如轨迹的连贯性；不可出现穿墙、穿机柜等不合理轨迹。

UWB是一种“特立独行”的无线通信技术，它将会为无线局域网LAN 和个人局域网PAN 的接口卡和接人技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。UWB 解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、被截获的可能性低、系统复杂度低、厘米级的定位精度等优点。

UWB的主要技术特点

1） 抗干扰性能强

UWB技术采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。因此，与 IEEE 802. 11a、IEEE 802.11b 和蓝牙相比，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性。

2） 传输速率高

UWB 的数据速率可以达到几十Mb/s到几百Mb/s，有望高于蓝牙100倍，也可以商于IEEE 802. 11a 和IEEE 802. 11b。

3）带宽极宽

UWB使用的带宽在1GHz 以上，高达几吉赫兹。超宽带系统容量大，并且可以与目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。这在频率资源日益紧张的今天，开辟了一种新的时域无线电资源。

4）消耗电能小

通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此，要消耗一定电能。而UWB不使用载波，只是发出瞬间脉冲电波，也就是按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以，消耗电能小。

5）保密性好

UWB保密性表现在两方面：一反面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据；另一方方面是系统的发射功率频谱密度极低，用传统的接收机几乎无法接收。

6）发送功率小

UWB系统发射功率非常小，通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长系统电源工作时间。况且，发射功率小，其电磁波辐射对人体的影响也会很小，这样，UWB的应用面就广。

1：伪卫星定位技术

伪卫星是指安装在地面附近的能够发射类似于 GNSS信号的装置，其本质是一个 GNSS 信号模拟器，可以作为室内环境中对GNSS信号的补充。伪卫星技术定位的规模化难度比较低，同时定位精度为亚米级，能够满足大多数时候的定位需求，但是较高的基站部署成本使该技术停留在专业领域，尚未投入市场使用。目前国内上海交通大学、中国电子科技集团公司第54研究所也对伪卫星技术进行了深入的研究，对伪卫星的组网配置方案进行了详细的研究和分析，共同探讨伪卫星独立组网配置方案的可行方案。

2：基于天然信源的室内定位技术

基于天然信源的室内定位技术是指利用传感器将某些与位置相关的天然信源转换为可用于定位的信号以实现定位，例如，惯性导航技术利用惯性传感器感知载体的运动状态；地磁导航技术利用地磁传感器获取当前位置的磁场特征；气压计测高技术利用气压计测量当前位置的气压等。

3：惯性定位

惯性导航技术是基于惯性测量单元（Inertial MeasurementUnits, IMU）对状态进行预测，具体是利用加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器对前一刻的位置信息进行处理，得到当前时刻的相对位置。随着传感器的小型化与低成本，近些年IMU被广泛应用于室内导航定位。惯性导航系统基于航位推算方法实现终端的定位，具备较强的自主性，短时间内的定位精度和连续性非常高；但定位导航精度极大地受限于器件成本，且不可避免地随着时间的推移产生累积误差，需要借助外界定位信息源不断地对位置推算进行校准。零速校正是惯性导航技术中的一种误差补偿技术，可有效控制长时间的累计和误差，提高系统精度。

4：地磁定位

地球的磁场特性最先被广泛用于航海和军事等室外定位。地磁定位同样可以采用指纹匹配的方法，通过事先采集并构建精确的地磁指纹数据库，利用传感器获取人员当前位置的磁场数据，将实时数据与地磁指纹库基准数据精确匹配获得最佳估测值，从而实现人员在指定区域中的定位。由于地球磁场分布方向的原因，室内采集到的地磁3轴数据本质上只具备2个维度的指纹信息，大型建筑物的室内地磁特征差异不明显，在传统的室内区域栅格化指纹匹配方法中表现不佳，因此室内地磁信息多用于室内定位的多源信息融合，与惯性导航系统组合使用，起到辅助和误差纠正的作用。

5：融合定位

上文介绍的各种定位技术各具优势和局限性，例如，WiFi、蓝牙和UWB信号属于射频信号，易受多径效应的影响；惯性导航虽不依赖外置信源，但定位误差会随时间累积。目前，国内主流的室内定位方法是根据场景需求及各类室内定位技术的特点，选择2种及以上的定位技术进行融合以获得当前位置的最优估计。融合方法有松耦合和紧耦合两种方法，两者的区别在于：松耦合需要各类传感器提供定位结果，而紧耦合需要各类传感器直接提供观测信息；松耦合易于实现，但要求各类传感器均输出定位结果，紧耦合与松耦合相比实现难度大，但各类传感器只需提供观测信息即可。信息融合的实现依赖滤波算法，如卡尔曼滤波、无迹滤波和粒子滤波，目前工程应用多采用卡尔曼滤波。融合定位的信息源可以是多种多样的，如GNSS信号、加速度计/陀螺仪、基站信号、WiFi、蓝牙、气压计、地磁、视觉、室内地图等；但融合定位模型和方案同样需要考虑室内定位结果的精度和可靠性：多种信息的协同融合可以带来精度的提升，同样可能会导致灾难性的定位失准。获得传感器数据后需要对多来源信息进行预处理以剔除原生和融合噪声，从数据中提取特征后要根据不同应用情景、设备条件和具体需求进行特征级融合，赋予不同的权重，结合地图信息和各种状态估计滤波算法后进行决策级融合。

随着室内定位技术的不断进步，定位精度也逐渐提商到米级甚至亚米级。目前，国内主流的室内定位方案主要是针对不同的应用需求选用WiFi、蓝牙、UWB、惯导、气压计和磁场中的2种以上信源，并对不同信源提供的定位信息进行融合。与室外相比，室内信道环境和空间拓扑关系复杂，虽然室内信源种类繁多，但各种信源都有一定的局限性；不同定位信息的融合目前仍采用最简单的扩展卡尔曼滤波技术；室内定位方案的选择多数以成本和定位精度为衡量指标，尚未构成与 GNSS 定位类似的完整的室内定位性能评估体系。

随着各类电子与通信技术的飞速发展，定位技术也出现“百花齐放，百家争鸣”的研发和产品市场的繁荣局面。高精度定位技术可以分为两类：第一类为基于外置信源的室内定位技术，这类技术的实现依赖于外置信源，主要包括WiFi、蓝牙、超宽带（Ultra Wide Band,UWB）、蜂窝移动网络和伪卫星；第二类为基于天然信源的室内定位技术，这类技术仅依靠终端的传感器即可实现定位，包括惯性导航、地磁导航等。为便于读者清晰地纵然全局，把握技术特性，总结和对比各类定位技术特性如下：

（1）RFID 定位
RFID 定位技术采用电磁波来进行无线通信。RFID 在进行室内定位时遵循“邻近思根”。整个定位系统由阅读器和标签两部分组成，标签用于存储信息，阅读器用于读写标签内的信息。阅读器发射电磁波实现和标签以及其他阅读器的通信。待定位者佩戴一个标签进入定位空间内，中央处理器通过比较待定位标签与其它参考标签的信号强度值，得出与待定位标签相邻近的标签，从而得到定位结果。该方案不妥视距制约，且标签和阅读器使用寿命长，因此在室内定位中应用较为广泛。

（2）WiFi定位
由于我国从2012.年开始大范围覆盖 WiFi 网络，一般的公共场所诸如大学、餐厅、电影院、商场甚至广场，都配有完善的 WiFi 网络，这使得之后进行WiFi定位系统建设的成本变得十分低廉。在WiFi 环境中，常常应用三角定位模型，首先预先记录好待定位样本在各个参考节点处，所有无线接入点所收到的信号的强度。在进行室内定位时，将实际接收到的信号强度经分析处理后与之前统计记录好的无线接入点的数据进行对比，即可估计出待定位者的位置。

（3）ZigBee 定位
ZigBee 技术凭借其低功耗的显著优势在室内定位中多有应用。应用 ZigBee技术做室内定位时，要设定一个中心参考节点和网关，配合其他众多盲节点，组成室内定位网络，并通过盲节点之间的数据交换来实现定位。盲节点之间以无线电磁波通信的方式进行通信，具有很高的通信效率。但是ZigBee 信号的传输受室内障碍的影响较大，极易出现多径效应，其稳定性和精准度都受制约于外界环境，所以要维持其可靠性的条件苛刻，成本也较高。

（4）UWB定位
UWB 定位技术用来传输数据的脉冲信号，其功率谱密度极低、脉冲宽度极窄，因此具备了时间分辨率高、空间穿透能力强等特点，在视距 （Line of Sight，LOS）环境下能获得优于厘米级的测距和定位精度。业，2002年才发布商用化规范，就目前的情况而言，UWB设备价格昂贵，部署成本较高，虽然在专业领域中应用广泛且表现极佳，但难以进入消费级市场。UWB定位方法包括信号到达角（Angle of Arrival, AOA）、接收信号强度（Re-ceived Signal Strength,RSS）、信号到达时间（Time of Arival, TOA）和信号到达时间差（Time Difference of Amrival,TDOA），是一种典型的基于测距的定位。

（5）蜂窝移动网络定位
随着第二代、第三代到第四代移动网络通信长期演进（Long Term Evolution，LTE）定位技术的发展，基于基站的蜂窝移动网络定位技术的精度得到了较大提高；第五代移动网络通信技术协议投入商用对室内定位领域是一个巨大的契机，其密集组网技术也使得基站定位具备广阔的应用前景和发展空间 。蜂窝定位技术可以便捷使用搭建的基础设施，依靠移动通信系统的体系结构和传输信息实现用户的位置坐标推算。利用室内可直接测得的无线电通信信号，与WiFi、蓝牙、UWB技术相同，既可基于信号强度使用传统的位置指纹匹配方法，也可以进行 TOA、TDOA、AOA等测距方式测量。蜂窝移动网络定位技术依赖通信基站，与基站密度密切相关：虽然室内信号受基站输出功率的动态调整和非视距传播效应的影响，定位精度不高，但在室内外无缝定位需求下，可作为普适化的室内外坐标一体化的定位方案。

近日，由盖世汽车主办的2024第六届“金辑奖”颁奖典礼在上海圆满落幕。

全迹科技凭借全球首创“UWB-AOA单锚点汽车数字钥匙&雷达”赢得最具成长价值称号。

全迹科技是UWB（超宽带）高精度定位技术的创新先锋，开创了UWB-AOA单锚点定位新品类，产品覆盖UWB汽车钥匙与雷达、UWB实时定位系统等产品线。

22年全迹UWB-AOA获得中国信通院泰尔实验室检测验证；

23年全迹UWB-AOA作为一项独立技术荣登国际调研机构日本TSR年度UWB市场分析报告；

24年全迹UWB汽车产品获得国际头部主机厂UWB产品量产定点，另有多个项目合作在推进中。

UWB-AOA有效降低了UWB数字钥匙的上车成本（每款车一年可为整车厂节约采购成本上千万元），将推动UWB数字钥匙的更广泛落地，让UWB数字钥匙体验惠及更多消费者。

盖世金辑奖在业内有着广泛的影响力，目前已成功举办六届。此次评选历时200多天，超数百万汽车人关注并参与网络票选，累计1000余家企业参与奖项申报，共计2000余项先进技术参与评选，全迹科技从中脱颖而出，可谓实至名归！

近日由发改委、网信办、运输部、湖南人民政府主办的“第三届北斗规模应用国际峰会”于株洲会展中心隆重召开。

全迹科技携手株洲北斗时空信息研究院共同参与了此次盛会。

全迹科技是国内UWB定位技术的创新先锋，以“推动室内定位成为基础设施”为己任。UWB室内定位和北斗卫星定位是两种不同的定位方式，它们在应用场景和技术上有所区别，但并不冲突，反而可以互补和融合使用。

全迹科技基于UWB（超宽带）技术自研高精度室内定位系统，系统支持融合北斗RTK进而实现室内外全方位高精度定位（稳定亚米级），并已在多个大型项目实践验证。

本届峰会，嘉宾云集，汇聚了国内相关领域两院院士9名，来自央企、头部企业嘉宾1300余名，来自全国高校、科研院所及行业协会嘉宾470名，以及来自非盟、俄罗斯、老挝、韩国、法国、科特迪瓦等组织和国家的外宾代表85名。峰会紧跟国家战略，立足全球视野，全迹科技很荣幸能够参与其中，为国家北斗产业发展贡献力量！

UWB定位系统一般包括未知位置标签、已知位置基站和数据处理终端三部分。

1）未知位置标签是指需要定位系统进行位置获取的节点，可以发射也可以反射脉冲信号。若要发射 UWB 脉冲信号则需要复杂电路的支撑，若要反射脉冲信号则仅需有源射频标签将接收到的脉冲信号放大、反射即可。

2） 已知位置基站是指预先放置在定位场景中的信号探测器，它们的位置是由人直接指定的，在定位地图中坐标信息明确。当信号探测器接收到标签发送的脉冲信号时，会从脉冲信号中提取可供分析的数据，如信号强度（RSSI）、接收时间等，并发送给数据处理终端。一般要获取定位目标的二维坐标值最少需要3-4台基站，全迹UWB-AOA单基站定位1台基站即可。

3）数据处理终端是指进行分析、计算和显示的上位机，可以通过一定的定位算法将基站传回的数据转化为实际的坐标值，并显示在定位地图上。具有可视化能力，可以在预先导入的场景地图上直接看出待测节点所在的真实位置，对于移动中的待测目标，甚至可以显示出其路径轨迹。在 UWB定位系统工作过中，已知位置基站与未知位置标签均会发射和接收脉冲信号，其定位工作方式可以分为两种：已知位置基站优先发射信号、未知位置标签优先发射信号。已知位置基站优先发射信号的原理为：当已知位置基站发射脉冲信号后，未知位置标签侦测到此信号，对其进行接收放大但不会进行信息提取，之后将信号发送回已知位置基站。未知位置标签优先发射信号的原理为：未知位置标签先将包含自身位置信息的脉冲信号发送出去，已知位置基站按收到该信号后，对其进行信息提取进行定位。

UWB是Ultra Wide Band的缩写，表示超宽带，UWB技术是一种超宽带无线载波通信技术。UWB并不算是一项新技术，它在1960年时就被提出，当时主要用于军事上的雷达系统。2007年，国际标准化组织ISO正式通过了MB-OFDM标准，这标志着UWB技术的第一个国际标准诞生。UWB被大众所了解，是2019年苹果在iPhone 11系列上配备了这一技术。随着技术的成熟，各种终端设备开始集成UWB通信功能，如笔记本电脑、移动电话和智能汽车等电子产品。汽车中，我们可以使用的无线通技术有很多，比如NFC、蓝牙、WIFI等，为什么还要使用UWB技术呢？

1：UWB的特点

UWB从名字上就可以看出它的特点“超宽带”，超宽带到底有什么好处呢？在通讯与信号处理学科中，有一个重要的定律，叫做香农定律，香农定律的公式如下：

公式中的C为信道容量(b/s)，B为信道带宽（Hz），S为信号功率（W），N为噪声功率（W），S/N是信噪比，表示信号的相对强弱。由公式可以看出，在信噪比S/N一定的情况下，信道容量C和带宽B成正比，也就是带宽越大，信道容量越大，也就是速度越快。反过来，当信道容量C一定的情况下，带宽B越大，信噪比S/N可以越小，也就是说高带宽可以容忍更大的干扰，所以具有很强的抗干扰性。UWB超宽带中的“带”有两层含义，频谱带宽和射频带宽。频谱带宽就是指频段，频段是无线电波的一个特定频率范围，这个范围被分配给无线通信使用，不同的无线通信技术使用不同的频段，可以避免相互之间的干扰。

2：UWB的主要功能

UWB的功能主要有数据传输、雷达成像和测距定位三种功能。数据传输方面，由于WiFi和BLE技术应用更为成熟，所以在汽车的无线通信中很少使用UWB技术。雷达成像方面，UWB雷达可利用无线信号的多普勒效应，检测周边电磁环境的变化，通过电磁环境变化的特征，判断是否存在运动或者活体呼吸。所以在车身域中可将UWB技术作为活体雷达和踢脚雷达使用，有效提升车辆安全性和便利性。测距定位方面，UWB凭借其厘米级的测距定位能力，得到了汽车行业的重视，从汽车数字钥匙，到自主代客泊车（AVP，Automated Valet Parking）。目前各大手机厂商和主机厂以及产业链各环节的企业，都在瞄准UWB测距定位方面的应用去做相应的创新。我们接下来主要介绍下数字钥匙中使用的UWB测距定位原理。

3：UWB定位技术

UWB超宽带除了信道容量大，速度快，抗干扰强。UWB超宽带采用的脉冲宽度为纳秒或微秒级以下，理论上可以获得厘米甚至毫米级的测距精度，所以适合高精度的测距定位。UWB主要的定位技术有3种，TOF（到达时间）、TDOA（到达时间差）和PDOA/AOA（出发角与到达角），目前很多产品与方案会同时支持多种算法，可根据应用场景进行灵活运用。

4：UWB与蓝牙的区别

目前汽车中蓝牙车钥匙和NFC钥匙已经大规模应用，那么UWB钥匙与常见的蓝牙钥匙有什么区别呢？首先最大的区别就是UWB的精度要远远高于蓝牙技术；其次，UWB的数据传输延迟小，传输速率也高于蓝牙技术；最后，UWB的抗多径干扰能力比蓝牙要强。虽然UWB相对蓝牙技术的优势很明显，但是UWB也有缺点，它的功耗比较高，成本也比较高。而蓝牙技术应用的时间早，技术相对成熟。目前，UWB数字钥匙和蓝牙钥匙各有优势，分别适用于不同的应用场景。所以UWB数字车钥匙并不一定完全替代蓝牙车钥匙，这两种技术在一段时间内可能会共存，也可以根据具体需求和应用场景以互补的方式应用，下表是主要参数的对比。

5：小结

UWB超宽带无线通信技术的特点是高精度、高安全性，其厘米级的定位精度优势更适合数字钥匙的应用。当前它的成本和功耗比较高，可以结合NFC场景补充功能和蓝牙技术低功耗功能使用。随着技术的进步、功耗的降低、手机UWB的普及和成本的降低，UWB未来有望成为数字钥匙主流技术趋势。

来源：汽车电控知识

实时定位系统（Real Time Location Systems, RTLS）是未来智慧工厂的关键组件。RTLS 解决方案通过室内外精确定位，实现对工厂设备、AGV、人员、工件、物料等实时连续跟踪，生成轨迹路线图，并将定位数掘发送给上层的软件系统，结合数据分析，进而提供精细化生产管理。

当今市场瞬息万变、竞争加剧，客户定制化需求增多，要求生产线有更大的柔性。与此同时，随着数字化的发展，制造工业在工厂里安装了大量的组件和设备，对工厂系统的全面了解、实时追踪变得越来越重要。企业如何组织和管理生产以适应客户个性化需求快捷生产的同时还能提高工作效率，如何在复杂的工业环境中提供更好的现场服务，是当前制造业面临的挑战，为此提出了生产灵活、自组织的生产方式和物流理念。

工业识别与定位成为促进制造业数字化的关键技术。帮助企业去改善生产过程和𤨣个物流，使全范围、全过程实现数据可视化，提高时效性，并且避免错误。一方面要简化流程，通过标识对所有的人物车进行识别；另一方面就是定位，通过实时定位可以判断所有的人物车的位置。实时定位系统要适用于复杂工业环境，同时工业场景对定位精度及系统稳定性要求较高。UWB（超宽带）定位凭借定位精度高（工业厂区可以稳定在亚米级）；抗金属遮挡能力强（工业厂区会有较多的金属设备或车辆）；系统容量大且稳定等优势特点成为主流技术选项。

基于UWB定位实现的价值收益包括：提升经济效益，仓储物流、离散制造过程中对于人员与设备的实时定位管理，设备周转率、人/物应用率得到显著提升；降低安全事故风险，危险区域、险情预警与灾后援救基于位置要素实现动态感知；为精细化管理提供技术保障，人员轨迹管理、资产定位管理、厂内物料追踪、电子围栏等；车间数字化、透明化，厂内智能物料箱、AGV、移动机器人的自动导引等。

内容仅做交流学习.

超宽带（UWB）信号对距离的分辨精度超过其他定位技术，所以是目前室内跟踪定位研究的热点。UWB室内定位系统根据信号特征去设定技术参数，然后建立恰当的数学模型，求出所设定的参数，最后确定坐标，获得目标的位置，通常是采用基于测距的定位技术并辅以跟踪滤波算法。

1:到达时间定位法

到达时间（Time Of Arrival，TOA）定位技术主要是利用基站发射信号到移动位置接收信号的时间信息从而获得两者之间的距离信息，进而完成位置的估计。该距离信息可以使移动目标与每个已知基站建立一个以参考基站为圆心，半径为距离信息的圆周方程。多个圆周方程的交点就是待测目标的位置。

2：到达时间差定位法

到达时间差法（Time Difference Of Arrival, TDOA）定位的原理是测量出两个不同基站与移动目标之间的到达时间的差值，乘以速度就可得出一个固定的距离差值。根据移动位置到两个基站的距离差能建立唯一的一条双曲线，然后凭借多基站建立双曲线方程组求解获得移动目标的坐标。

3：到达角度定位法

到达角度（Angle of Arrival,AOA）定位法通过参考基站的天线阵列取得移动目标所携带的标签发射信号的到达方向，然后计算出秘动目标与参考基站之间的角度大小，求出方位线的交点就是待测目标的估计位置，A0A 定位是一种测向技术。

4：接受信号强度定位法

接收信号强度（Received Signal Strength,RSS）的定位方法是根据接收信号的强度，利用发射信号的强度值和室内外的信道衰落模型，得出移动目标与定位基站间的距离，进而得出待测目标的位置。

5：联合定位法

基于上述4种定位技术，在定位过程中，随着信道环境的变化，UWB室内定位的精度和性能会发生巨大变化，因此，如果只采取以上定位方法的一种是很难适用于全部信道环境的，当然更无法保证移动目标在无线网络覆盖区域内不同位置都拥有较好的定位精度。为了有效提高定位精度，多基站协同、多种定位方式联合是目前定位技术的主要趋势。这些融合的定位方式包括TOA-AOA、TDOA-AOA及TOA,TDOA-AOA 等。

内容仅做交流学习.

超宽带（Ultra Wide Band，UWB）定位精度高、安全性好、抗干扰能力强。近些年，已发展为主流室内定位技术之一。若想实现某一空间的UWB高精度定位需要预先架设基站，到了室外需定位区域广阔且基站覆盖范围有限大家往往直接采用卫星定位。

北斗卫星定位精度普遍在5米之内，难以满足全部用户需要。RTK（Real-Time Kinematic）：差分卫星技术，通过基准站校正卫星定位误差，使得室外卫星定位精度提升至厘米级，成功解决了这一问题。

室内高精度定位采用UWB技术，室外高精度定位采用北斗RTK。大型工业园区及机场港口交通枢纽，人和车辆在建筑、园区穿梭作业，如何只用1个终端便可实现室内外全场景高效、便捷、精准的位置定位？全迹科技给出了答案。

全迹科技UT100-TH-G2室内外融合定位标签支持室外北斗RTK定位模式+室内UWB定位模式，UWB定位精度最高可达10cm，室外RTK精度可达10cm，拥有IP67高等级防护，支持Ex ib IIC T4 Gb级别防爆，安装方便快捷。

应用案例：唐山曹妃甸港口项目

为实现港区生产应急全过程管理的总体目标，针对室内外定位，项目采用具有特色的UWB+RTK（室内外定位产品融合方案）。该方案融合了UWB室内高精度定位和室外 RTK卫星差分定位的融合方式，在保证满足定位精度的同时大幅度降低了纯UWB方案带来的成本问题。实现一卡融合，室内外无缝切换的功能，满足了各场景对位置数据的实际应用和效能管理提升等需求。

室内外定位融合产品，适用于有集中管理的机构、园区等，这类场景普遍存在，人员进出室内外均需要知道活动轨迹，仅在局部区域和室内有高精度定位需求。例如油库、石化冶炼等园区，以及部分对安装定位基站不方便的企业客户。

UWB技术用于室内定位较之 WiFi、ZigBee、RFID等优势突出，前景相当乐观，尤其适合室内高精度跟踪定位。这是因为UWB 是以极窄脉冲传输数据的短距离无线载波通信技术，由于抗干扰、低功耗、低截获、强穿透等优点，尤其适合室内高精度定位，使用时对UWB参考点与移动目标上的UWB 标签进行距离、时间的解算，从而可获得厘米级的精度，该技术广泛用于工厂定位、交通枢纽、物流管理、电力巡检等领域，市场空间巨大。UWB 技术与互联网结合，三维地图形成协同，更是有望涉足智能家居、可穿戴设备市场，可预见超宽带室内定位系统的智能化将是必然趋势。

无线定位系统要实现精确定位，首先要获取定位解算所需的参数信息，然后构建相应的解算模型，根据这些参数信息和模型求解定位目标的准确位置。UWB 具有超高的时间和空间分辨率保证式可以准确获得待定位目标的时间和空间信息，时间信息可以转化为距离信息，最终求得待定位目标的位置。

基于 UWB 的定位技术通常采用测向和测距来实现定位，按照其测量参数的不同可以外为3种方法：基于接受信号强度 （Received Signal Stength, Rss）的检测方法、基于到达角度（Angle Of Arrival, AOA）估计的检测方法和基于到达时间（Time/Time Difference Of Arrival, TOA/TDOA） 估计的检测方法。

3种常用的UWB定位方法中基于A0A的检测方法属于侧向技术，需要多阵列天线或波束形技术等，增加了系统成本，而且定位的精度也取决于波到达角度的估计；基于RSS 的方法则依赖于线路损耗模型，精度和节点间的间距密切相关，对信道的环境极为敏感，鲁棒性较低；和前两种方法相比，基于 TOA/TDOA 的检测方法是通过估计信号到达时延或时延差从而来计算发射与接收两端的距离或距离差，这种方法充分利用了超宽带信号高的时间分辨率，能体现超宽带在精确定位方面的优势，在目前的研究中受到较多的关注。

典型的超宽带室内定位系统如图所示，该系统采用基于 TDOA 的检测方法。系统主要由标签（Tags）、接收机和中心处理器三部分构成，每个接收机都与中心处理器相连，它们都被固定在已知的位置，并且接收机到处理器的传输时延已知。标签在空间的位置是未知的，每隔一段时间标签就发送一次定位信号。系统简化的工作流程如下：
（1）标签向接收机发送定位信号。
（2）各个接收机检测到标签发送的定位信号并将其发送给中心处理器。
（3）中心处理器收到传输的时间差，通过某种特定的算法，就可推算出标签的位置。

标签发射电路的时钟读出存储器中的伪随机调制编码信息，用来控制调制电路中脉冲间隔的变换。经过伪随机码调制的时钟序列激励窄脉冲产生电路产生窄脉冲，然后通过天线发射出去。在某些特殊的场合要求较高的探测距离，则需要在窄脉冲产生器的后端连接脉冲放大电路，对脉冲进行放大，之后再利用天线辐射向室内空间。UWB 接收机在系统时钟的控制下接收标签电路发射的 UWB信号。由于电磁波在辐射的过程中，会混杂入各种噪声和其他干扰信号，所以，必须将无用信号过滤出去，得到包含有用信息的信号。其次，因为脉冲的宽度极窄，必须先对接收到的信号等效采样，然后才能进行筛选，提取有效信息。最后经过中心处理单元特定的定位单法，得到精确的标签位置信思。簡而首之，超黨带定位素統熊是产生、发射、接收和处理极窄脉冲信号的无线电系统，而定位标签在整个系统的功能是产生和发射定位信号，是超宽带室内定位系统的基础，在整个系统中占有举足轻重的地位，因此，研究和设计出性能良好的超宽带定位标签对超宽带室内定位系统的发展具有重要的意义。

声明：内容仅做学习交流

危化工厂是人员定位应用最广泛的行业之一，因为化工生产通常涉及易燃、易爆、有毒等高危环境，一旦发生事故会对企业和社会造成严重的生命财产损失。应急主管部门多次明文要求相关企业科学应用人员定位系统提升应急安全、风险管控能力。

蓝牙Beacon
当前危化企业普遍采用蓝牙Beacon技术来实现人员定位，由于技术局限性以及化工厂环境较为复杂、金属遮挡严重，定位精度难以满足全部用户需求。Beacon需要密集部署和定期更换电池后期维护成本较高。

UBeacon
UBeacon是UWB定位的“无线”演化，UWB基站改用电池供电系统通过网关进行数据回传，相对于传统有线部署UBeacon的系统稳定性及定位精度大打折扣，并存在和蓝牙Beacon一样的问题就是需定期更换电池后期运营维护是个难题。

UWB多基站定位
UWB多基站定位精度高、抗干扰能力强，在化工厂金属遮挡严重环境也可以实现稳定的亚米级定位。但是传统UWB多基站定位需要布线供网供电，还需要多台基站联动作业“多基站+施工费”双成本加持，让广大业主对于这一好用的技术望而却步。

全迹科技借鉴相控阵雷达技术，测角+测距实现单基站精准定位，产品性能得到中国信通院泰尔实验室检测验证。

全迹UWB-AOA长距定位基站某化工厂现场实际测验，以基站为圆心信号有效传输半径100米，覆盖面积超30000㎡，在复杂且金属遮挡严重的化工罐区定位精度表现优异。

UWB 定位技术是利用纳秒甚至皮秒级的极窄脉冲来实现信息的传输的。由于是在较宽的频谱上传送极低功率的信号，UWB 可以在10m 左右的范围内实现数百 Mbps 甚至数 Gbps的数据传输速率。

现对于 UWB 的特点总结如下：

1：抗干扰性能强。

在UWB 常用的跳时系统中，由于超宽带信号本身的频谱特性，再加上跳时扩频，频谱可以达到几千兆赫兹，是一般扩频系统的100多倍，抗干扰性也就更强了。

2：多径分辨能力强。

UWB是利用极窄的脉冲进行信息的传输的。由于其占空比低，在多径的情况下可以实现时间上的分离，能够充分利用发射信号的能量。据相关实验表明对常规无线电多径爽落深达 10~30dB 的主径环境，对超蜜带无线电信号的衰落最多不到5dB.

3: 系统容量大。

随着无线通信系统技术的不断发展，频譜资源变得越来越紧张，而超宽带技米的通信空间容量却具有相当大的优势。根据 Intel 公司的研究报告，IEEE802.11b、 Bluetooth、IBEE 802.11a 的空间容量分别约为Ikbps/㎡、30 kbps/㎡、83 kps/㎡而 UWB 技术的空间容量可达 1000kbps/㎡。

4：传输速率高。

UWB 的数据速率可以达到几十Mbps，理论上传输速率甚至可以达到 Gbps 以上。

5：安全性高。

由于UWB信号拥有 7.5GHz 的频带，而且 FCC 对其功率谱密度的限制低于环境噪声电平，因此，很难被基于频谱搜索的电子侦测设备截获。

6：低成本、低功耗。

基于超宽带技术的发射端，可以完全由易于集成的数字电路来实现，因此，奇以极大地降低生产成本。同时由于UWB定位信号拥有非常宽的频带，为了避免与其他窄带系统产生干扰，UWB信号发射的功率谱密度受到FCC 的严格限制，发射功率非常低。