UWB定义及定位原理

  定位算法中比较成熟的有:TOA(到达时间)、TDOA(到达时间差)、AOA(到达角度或称为DOA估计)定位技术和这三种技术的混合技术。

  TOA通过分别测量移动终端与三个或更多基站之间信号的传播时间来定位。它采用了圆周定位,

  假如己知移动终端到基站i的直线距离尺Ri, 那么由几何原理可知,移动终端的位置一定在以基站i的位置为圆心,Ri为半径 的圆周上。即若移动终端的位置(X0,Y0),基站位置为(Xi,Yi),则两者满足如下 关系:

  然而事情都具有两面性:TOA定位对传播中产生的误差比较敏感,这些误差来自于传播中的反射、 多径传播、非视距传播和噪声等干扰,会造成各圆无法相交或相交处不是一个点而是一个区域。同时TOA定位要求移动终端和基站之间在时间上要准确同步,1ns的同步误差将会给定位带来大约0.3米的不确定性。纳秒级的同步精度在 许多通信系统中是达不到的。因此,实际中很少使用单纯的TOA定位。

  TDOA定位不必要进行基站和移动终端之间的同步,而只需要基站之间进行同步。因为基站的位置是固定的,基站之间进行同步与基站和移动终端之间进行同步要容易实现得多。这使得TDOA定位比TOA定位要更加容易实现,所以 TDOA定位的应用非常广泛。

  它通过测量出两个不同基站与移动终端的传输时延差来进行定位。假设移动终端的位置与基站1和基站2的距离差为R21=R2-R1,则移动终端的位置必定在以两个基站为焦点,与两个焦点的距离差恒为R21的双曲线上。即若移动终端的位置为(X0,Y0),基站1位置为(X1,Y1),基站2位置为(X2,Y2),则它们满足关系:

  再通过另一组移动终端与基站1基站3或基站2基站3的TDOA,可以得到 另一组双曲线,两组双曲线将最多产生两个交点,再根据先验知识(如半径范围 等)判断出移动终端的位置。

  AOA估计也叫DOA(Direction ofArrival)估计或者方向识别DF(DirectionFinding)。

  AOA的优点是所需要的基站比较少,最少只要两个基站就可以进行定位。在LTE系统之前,由于以前的基站并没有天线阵列,而只为了进行定位而对基 站进行更换,不仅需要投入庞大的资金也会破坏原有系统的结构和工作模式,使通信系统无法正常工作,因此AOA定位并不受人重视。在LTE系统中应用了 OFDM和多天线阵技术,使得基于LTE的AOA定位成为了研究热点。AOA的缺点是当移动终端和基站的距离比较远的时候,即使有微小的定位角度的误差,都会造成比较大的定位距离的偏差。因此AOA定位多见于中、短距离的定位。

  混合定位技术就是混合使用上述的两种或三种定位技术,比如TOA-TDOA、 TOA-AOA、TDOA-AOA等,通过检测并提取相关的定位参数,用于定位解算。混合定位技术可以运用多种定位参数实现定位,综合不同定位技术的特点,在各 种定位技术的特性中取长补短,让最终的定位性能得到优化。

  7月29日,我国又成功发射了两颗卫星,这是中国的第33、34颗北斗导航卫星,中国的北斗导航技术越来越成熟,令人欣慰不已。作为中国自主研发的北斗卫星导航系统(BDS)。

  自动驾驶定位技术就是解决“我在哪儿”的问题,并且对可靠性和安全性提出了非常高的要求。除了GPS与惯性传感器外,我们通常还会使用LiDAR点云与高精地图匹配,以及视觉里程计算法等定位方法,让各种定位法互相纠正以达到更精准的效果。随着自动驾驶的发展,定位技术也一定会不断优化。

  5月31日下午,在小米8周年旗舰发布会上,小米8手机正式发布,以其强悍的配置与良心的价格获得了消费者的广泛关注。

  假借北斗之名混淆视听、虚假宣传、误导公众,已经危害北斗卫星导航系统产业的健康发展,急需通过立法立规,而不能止于个案的批判。

  我们日常生活可以说离不开导航。而提起导航系统,我们知道的更多的是GPS。离开了GPS,手机、微信、APP的导航都会陷入瘫痪境界;国家的电网会进入不稳定状态;自动驾驶技术、民航飞机高精度起飞降落自主导航、精密农业,都是梦。

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