UWB室内定位基础定位原理

UWB室内定位基础定位原理

UWB定位技术的基础是利用UWB进行通信,度量目标之间的电磁波传输时间,通 常使用的是T0A(Time of Arrival,电磁波达到时间)或者T0F(Time of Flight,电磁波飞 行时间)以及T0DA(达到时间差)技术,然后测量出目标之间的距离。目前UWB技术已经可以 实现最高精度达到厘米级的室内定位,而分米级别的定位产品已经在逐步推广,但是目前 所有的UWB技术定位精度以及其它基于T0A/T0F/TD0A的定位技术都不能保证使用精度,其 中一个重要原因就是天线的群延迟。

T0A/T0F/TD0A技术必须度量的是目标之间的电波传输 时间,而电磁波必须要经过发射天线发射到空中,然后由接收天线获取。电磁波在空中的传 输速度是比较稳定的,而在天线中的传输情况却比较复杂,由于电磁波从天线的各个方向 向外辐射,而在各个方向上的延迟时间是不同的,而实际上无法保证在通信或者定位过程 中,两个目标天线之间的方向关系一直保持不变,正因如此,测得的两个目标之间的距离始 终有一个因为天线的各个方向的群延迟不同而造成的误差,这个误差看起来是一种系统误 差,但是却因为其误差量不唯一而无法直接消除。

通常来说,UWB室内定位技术天线的群延迟在各个方向 上的差异大概有几十ps到几 ns,而因此给距离测量带来的误差就有几个厘米到几十厘米, 进一步的,根据误差传播原理,这个测距误差带给最后定位误差通常会大于测距误差(一般 来说,定位误差的量值是测距误差的万倍)。

这个技术障碍是限制UWB室内定位技术实用化 的一个重要因素,它所体现出来的是,很多产品在实验室里的测距精度很高,但是实用的时 候却误差很大,原因是实验室的测试条件是要求两个测距目标的天线方向保持一致,而实际中这个条件无法满足。

本文由铱微云UWB室内定位系统小编整理发布。

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