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UWB定位技術:隧道管廊井下厘米級高精度定位原理深度解

 

     在隧道管廊井下室內施工建設中,人員定位係統在安全管理中的作用越來越突出,普通的定位係統能夠達到的定位精度僅能達到米級,是什麽技術能夠讓定位係統達到厘米級的精度呢?以深圳市騰高中泰科技有限公司自主研發的高精度定位係統來說,目前可運用UWB定位技術,結合高精度設備,將精度提升至厘米級。從UWB定位技術原理來說。UWB是一種新型的無線通信技術,根據美國聯邦通信委員會的規範,UWB的工作頻帶為3.1~10.6GHz,係統-10dB帶寬與係統中心頻率之比大於20%或係統帶寬至少為500MHz。UWB信號的發生可通過發射時間極短(如2ns)的窄脈衝(如二次高斯脈衝)通過微分或混頻等上變頻方式調製到UWB工作頻段實現。

 

     UWB定位的主要優勢有,低功耗、對信道衰落(如多徑、非視距等信道)不敏感、抗幹擾能力強、不會對同一環境下的其他設備產生幹擾、穿透性較強(能在穿透一堵磚牆的環境進行定位),具有很高的定位準確度和定位精度。

 

UWB高精度定位技術優勢:

 

     UWB是一種高速、低成本和低功耗新興無線通信技術。UWB信號是帶寬大於500MHz或基帶帶寬和載波頻率的比值大於0.2的脈衝信號(UWBWG,2001),具有很寬的頻帶範圍,FCC規定UWB的頻帶從3.1GHz~10.6GHz,並限製信號的發射功率在-41dBm以下。

 隧道施工信息化與安全綜合管理係統.png


      由此可見,UWB聚焦在兩個領域的應用上,一是符合IEEE802.15.3a標準的短距離高速數據通信,即無線無延遲地傳播大量多媒體數據,速率要達到1OOMbit/s-500Mbit/s;另一個是符合IEEE802.15.4a的低速低功率傳輸,用於室內精確定位,例如工地施工人員的位置發現、化工廠危險源檢測、監獄服刑犯人危險行為預測、機器人運動跟蹤等。

 

UWB信號的特點說明它在定位上具有低成本、抗多徑幹擾、穿透能力強的優勢,所以可以應用於靜止或者移動物體以及人的定位跟蹤,能提供十分精確的定位精度。





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