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行业资讯|UWB是什么?UWB超高精度定位原理解析

UWB超宽带技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据,从而具有GHz量级的带宽。

uwb

高精度人员定位系统

UWB与传统的窄带系统相比有什么区别?

UWB超宽带系统与传统的窄带系统相比,具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供定位精度等优点。因此,超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航,且能提供的定位精度。

UWB的测距原理

双向飞行时间法(TW-TOF,two way-time of flight)每个模块从启动开始即会生成一条独立的时间戳 。模块A的发射机在其时间戳上的Ta1发射请求性质的脉冲信号,模块B在Tb2时刻发射一个响应性质的信号,被模块A在自己的时间戳Ta2时刻接收。有次可以计算出脉冲信号在两个模块之间的飞行时间,从而确定飞行距离S=Cx[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)](C为光速)。

TOF测距方法属于双向测距技术,它主要利用信号在两个异步收发机(Transceiver)之间飞行时间来测量节点间的距离。因为在视距视线环境下,基于TOF测距方法是随距离呈线性关系,所以结果会更加精准。我们将发送端发出的数据包和接收回应的时间间记为TOT,接收端收到数据包和发出回应的时间间隔记为TAT,那么数据包在空中单向飞行的时间TOF可以计算为:TOT-T

然后根据TTOF与电磁波传播速度的成绩便可计算出两点间的距离D=CxTTOFTOF测距方法和两个关键侧约束:1、发送设备和接收设备必须始终同步2、接收设备提供信号的传输时间的长短为了实现始终同步,TOF测距方法采用了始终偏移量来解决始终同步问题,单由于TOF测距方法的时间以来与本地的远程几点,侧距精度容易受两端节点中的始终偏移量的影响。为了减少此类错误的影响,这里采用反向测量方法,即远程节点发送数据包,本地节点接收数据包,并自动响应。通过平均正向和反向多次测量的平均值,减少对任何始终偏移量的影响,从而减少测距误差。


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