课程：

• 1、定位是怎么定位的
• 2、怎样精确定位？
• 3、室内定位技术实现精确定位的原理是什么？
• 4、UWB定位技术是如何实现精确定位的？
• 5、室内精确定位的方式？

定位是怎么定位的

定位根据使用环境分为室外定位和室内定位两种，其中室外定位主要是靠GNSS模块接收GPS/BDS/GLONASS/GALILEO/QZSS/IRNSS等全球卫星定位系统和区域卫星定位系统的卫星信号，并通过NMEA0183协议，模块串口输出位置信息，继而实现定位。

1、GPS定位

GPS定位是最常见的，它信号好、定位精度高、使用范围广，几乎所有需要定位的设备都会优先使用GPS定位。缺点是，不能信号透过金属和钢筋水泥混合物，因而不能在室内如地下停车场、高桥下、密集的楼房下使用。而且GPS在首次启动定位时，搜星速度慢，大约需要2~3分钟，不过现在这个缺陷也得到很好的解决了，很多内置GPS模块的GPS定位的设备都有AGPS或EPO辅助定位功能，帮助在搜星时快速定位位置，一般只需要几秒就搞定了，有的甚至实现秒定定位了。

2、北斗定位

北斗定位，众所周知，北斗是我国全力发展的可以跟GPS定位抗衡的卫星定位方式，定位原理跟GPS是一样的，都是根据天上的卫星来确定当前的位置的。虽然原理都一样吧，但是目前在定位精度、使用范围上还是有一定的差距，现在还是主要用于军事上，民用范围还在大力推广，民用范围定位精度几米到几十米都有，北斗模块的定位芯片价格相较GPS模块要高，在一些偏远山村，偏僻的地方可能会没有信号。

目前GPS卫星定位系统覆盖的是全球范围，能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颗)，而北斗现在仅对东南亚实现了全覆盖，计划在2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。

室内定位则主要是依靠无线通信技术，比如WiFi技术，蓝牙技术，UWB技术等。

WiFi定位

WiFi定位，WiFi定位其实是室内定位方式的一种，但随着WiFi在室外的大范围覆盖，它也渐渐在室外定位技术上得到很好的应用。wifi定位的原理，这里就不细讲了，技术上的东西说深了其实更难理解，我们只要知道，一般情况下，wifi热点（也就是AP，或者无线路由器）的位置都是固定的，热点只要通电，不管它怎么加密的，都一定会向周围发射信号，只需设备能够扫到wifi，不需要连接wifi，定位端就能把检测到的热点的信息发送给服务器，服务器根据这些信息，查询、运算，就能知道客户端的具体位置了。WiFi定位的精度也是很高的，缺点是客户端必须能上网，而且附近必须有WiFi热点才行，离开大城市，这个功能就很难用到了。

蓝牙定位

蓝牙定位：蓝牙定位基于RSSI(Received Signal Strength Indication，信号场强指示)定位原理。蓝牙室内技术是利用在室内安装的若干个蓝牙局域网接入点，把网络维持成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微微网的主设备，然后通过测量信号强度获得用户的位置信息。根据定位端的不同，蓝牙定位方式分为网络侧定位和终端侧定位。

UWB定位

UWB定位：超宽带（UWB)定位技术是一种全新的、与传统通信定位技术有极大差异的新技术。它利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点，与新加入的盲节点进行通讯，并利用TDOA定位算法，通过测量出不同基站与移动终端的传输时延差来进行定位。

怎样精确定位？

主要是看场景，室内的精确定位目前UWB定位相对比较专业，每个公司的算法也各一，主要是TDOA/TOF，

室内定位技术实现精确定位的原理是什么？

室内定位是指在室内环境中实现位置定位，由于GPS和北斗在室内信号会受干扰，从而导致无法精准定位，所以现在室内定位主要采用的是无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。现在室内定位技术主要有：超宽带技术、WiFi技术、蓝牙技术、超声波技术、射频识别技术等。而今天我们要讲的是UWB超宽带室内定位技术。

UWB(Ultra Wideband)超宽带是一种不用载波，而采用时间间隔极短(小于1ns)的脉冲进行通信的技术，也称做脉冲无线电( Impulse Radio)、时域(Time Domain)或无载波(Carrier Free)通信。

UWB相比其他室内定位技术有什么优势？

1、抗干扰性能强；

2、传输速率高，可以达到几十Mbit／s到几百Mbit／s；

3、带宽极宽，UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz；

4、消耗电能小；

5、定位精确，能达厘米级。

6、工程简单造价便宜。

UWB的定位技术原理：

其实UWB的定位原理和卫星导航定位原理很相似。如下图，天上的卫星坐标为已知，地上的接收设备同时接收到四个卫星信号就能确定自己的位置坐标（平面和高程坐标）。UWB的定位原理就是通过在室内布置4个已知坐标的定位基站，需要定位的人员或者设备携带定位标签，标签按照一定的频率发射脉冲，不断和四个已知位置的基站进行测距，通过一定的算法精确的计算定位标签的位置。

UWB定位原理

UWB的定位技术原理

了解完UWB定位原理后，针对UWB室内定位基站布置有哪些原则要求呢？

一：精准的三维定位每隔50-100米步骤一个定位基站，使得任意时刻都有四个基站能接受到标签发出的脉冲！

三维定位布置

三维定位布置

UWB定位技术是如何实现精确定位的？

UWB简介超宽带技术是一种新型的无线通信技术，它通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制，使信号具有GHz量级的带宽。它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。在早前被用来应用在近距离高速数据传输，近年来国内外开始利用其亚纳秒级超窄脉冲来做近距离精确室内定位。

定位原理

UWB的定位原理和卫星导航定位原理很相似。如下图，天上的卫星坐标为已知，地上的接收设备同时接收到四个卫星信号就能确定自己的位置坐标（平面和高程坐标）。UWB的定位原理就是通过在室内布置4个已知坐标的定位基站，需要定位的人员或者设备携带定位标签，标签按照一定的频率发射脉冲，不断和四个已知位置的基站进行测距，通过一定的算法精确的计算定位标签的位置。

室内精确定位的方式？

室内定位方式有多种，精确的定义依据不同需求而不同，或许不是精度越高越好，因为精度越高，对应的成本造价一般越高！

建议你可以先了解下室内定位的几种方式：

第一代：存在性、识别性技术，也可以称为早期零维定位。

主要采用无源RFID技术，如UHF超高频，好处是标签（终端）不需供电，成本低廉，可不需考虑回收流程，弊端是，识别距离最远也就10米左右，通常1~2米，且靠近金属及液体，识别距离要再打骨折。

第二代：粗略性范围识别，可携带传感信息。

主要采用有源技术，包括WIFI、BLE、Zigbee、Sub1G、Lora等等，已经实现初步的位置识别，通过RSSI，三点定位算法等，可达到米级定位精度，且标签（终端）有电池供电，可加入各种互动功能，如按键，屏幕显示，温湿度检测等等。

第三代：精准性定位及测距，主要代表即UWB

主要利用超宽带的技术特点，以超短脉冲信号优化信号干扰，功耗强，冲突大等问题，WEWILLS利用飞行时间算法，精度可达10cm。弊端是目前成本还未足够低，主要还是用在工业领域，如能源建设（电力、水利、火力等）、工业智能制造、公检司法的人员管控、隧道施工（地铁、高速隧道、矿场）等。UWB目前各厂家采用的技术方案都一致，最大的区别将在于流程服务及落地经验。

根据不同的应用场景需求，精度定义会各有不同，比如养老院房间多的场景，需求如果是确定在哪个房间，那就可以用UWB、蓝牙AOA、蓝牙beacon，sub1G，UHF等等方式去实现（当然每个场景的特性差异将决定最终技术选择性），比如需要知道在房间的床上还是书桌旁，还是厕所里，那就基本只能用UWB或者蓝牙AOA了。