民用方面,市面上常见的智能防丢设备也是借助于嵌入其内的UWB芯片来获得准确的距离和位置信息,来保证老人和儿童的人身安全,监狱服刑人员外诊的监控定位也是利用UWB的定位功能。随着UWB通信技术的不断发展,很多军用和民用场合都需要借助于UWB技术的定位优势来获得精确的位置信息,比如事故现场搜救、室内人员定位等。同时伴随着UWB技术的进步和市场的需求,新的定位业务势必不断涌现。总之,随着UWB技术的不断发展,UWB应用前景将一片光明。
5uwb定位原理
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,保证其可以准确获得待定位目标的时间和角度信
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f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。
6uwb定位精度的影响因素
uwb定位技术是利用脉冲无线电进行测距和测向的。无线电波在传输过程中会受到诸多因素如多路径效应和NLOS的影响。此外定位区域的定位精度还会受到UWB传感器的布设方式和穿透性等因素的影响。
1传感器布设方式对定位精度的影响
在实际的定位精度解算过程中,传感器个数增多意味着冗余信息的增多,丰富的冗余信息可以进一步地减小定位误差。但是定位精度并不会随着传感器最佳不断增大,当传感器增加到一定数量后,继续增加传感器对定位精度的贡献并不大。并且传感器个数的增加意味着设备代价的加大。因此怎样在传感器个数和定位精度之间找到平衡从而合理布设UWB传感器是研究传感器布设对定位精度影响的重点。
2多路径效应的影响
UWB信号在传播过程中会受到周围环境如墙壁、玻璃和桌面等室内物品的反射和折射,产生多路径效应。信号在延迟、幅值和相位等方面的变化,从而产生能量衰减,信噪比下降,导致首达信号并非直达信号,引起测距误差,定位精度也随之下降。因此,有效地抑制多路径效应可以提高定位精度,目前抑制多径的方法主要有MUSIC、ESPRIT和边缘检测等技术。
3NLOS影响
视距传播LOS是保证信号测量结果准确的首要和前提条件,当移动定位目标和基站之间不能满足条件时,信号的传播只能在折射和衍射等非视距条件下完成。此时首达脉冲的时间并不代表TOA的真实值,首达脉冲的方向也不是AOA的真实值,这样就会造成一定的定位误差。目前消除非视距误差的方法主要有
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fWylie法和相关消除法。
4人体对定位精度的影响
人体的主要成分是水,水对UWB无线脉冲信号r