UWB定位技術作為目前業(yè)界精度最高的商用無線定位技術，具有相對較高的實時定位精度，通常能夠在現(xiàn)實環(huán)境中獲取高達10cm~20cm的定位精度。

一、 什么是UWB定位技術？

UWB定位技術是一種無線載波通信技術，即不采用正弦載波，而利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻譜范圍很寬。

從頻域來看，超寬帶有別于傳統(tǒng)的窄帶和寬帶，它的頻域更寬。窄帶是指相對寬度（信號帶寬與中心頻率之比）小于1%，相對帶寬在1%到25%之間的被稱為寬帶，相對帶寬大于25%，而且中心頻率大于500MHz的被稱為超寬帶

從時域上講，超寬帶系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)。一般的通信系統(tǒng)是通過發(fā)送射頻載波進行信號調制，而UWB是利用起、落點的時域脈沖（幾十納秒）直接實現(xiàn)調制，超寬帶的傳輸把調制信息過程放在一個非常寬的頻帶上進行，而且以這一過程中所持續(xù)的時間，來決定帶寬所占據(jù)的頻率范圍。

二、UWB 定位系統(tǒng)組成

EHIGH恒高UWB定位系統(tǒng)基本組成包括UWB標簽、UWB基站、定位引擎三個部分。

1）UWB標簽

定位標簽附著于定位對象的表面，當標簽進入基站的信號覆蓋范圍內，即自動與基站建立聯(lián)系，發(fā)送電磁波信號來確定標簽位置。每一個標簽都有唯一的ID號，可通過這個ID號將定位的對象聯(lián)系起來，使定位基站通過標簽找到實際定位的位置。

2）UWB基站

UWB基站分布于定位區(qū)域的幾何邊緣，并對該區(qū)域進行信號覆蓋。室內定位基站主要功能就是探測標簽的數(shù)據(jù)信息并上傳至服務器進行匯總分析。一個定位系統(tǒng)一般要由三個以上的定位基站組成，它們可以接收定位終端（即定位標簽）發(fā)送的UWB信號，并進行互相關系分析，計算信號傳播時延，在通過特定的算法計算出待定位標簽與基站之間的距離，再通過有線網(wǎng)絡或WLAN傳遞給定位引擎。

3）定位引擎

運行在PC端程序，通過基站和標簽之間的測距結果，結合基站地圖信息精確算出標簽的具體位置，并呈現(xiàn)在監(jiān)控終端。

三、UWB定位技術如何獲取準確的位置信息？

在實際的無線傳輸環(huán)境中，電磁波會受到周圍環(huán)境如墻壁、玻璃、金屬等物體的反射（類似于可見光的反射），產(chǎn)生多徑信號。接收節(jié)點（基站）往往不僅能接收到直達信號，還能接收到反射路徑傳播的信號，并且直達路徑信號和反射路徑信號是相加的關系。

所以，定位系統(tǒng)想要精準測量電磁波的飛行時間，實現(xiàn)精確定位，關鍵在于接收節(jié)點能否正確接收到發(fā)射節(jié)點（標簽）所發(fā)送信號的直達路徑。

如果接收節(jié)點不能分離出信號中的直射路徑，則接收節(jié)點定位的依據(jù)是直射路徑信號和反射路徑信號相加的結果，從而影響時間信息的獲取，對定位精度造成影響。因此為了提高定位的精準度，定位系統(tǒng)需要提取出首達路徑信號。

UWB時域信號較窄，使得時間分辨率增強，接收多徑反射延時信號與直達信號的時間差一般大于脈沖寬度，因此，信號在時域上是可分離的，因此系統(tǒng)可快速提取出直達信號，實現(xiàn)精確定位。

UWB信號持續(xù)時間短，除了利于提取出首達信號，提高定位精度外，還有以下三個優(yōu)勢：

1）工作時間短、設備功耗低

UWB系統(tǒng)使用間歇的脈沖來發(fā)送數(shù)據(jù)，脈沖持續(xù)時間很短，一般在0.20ns~1.5ns之間，有很空的占空因數(shù)，系統(tǒng)耗電可以做到很低，在高速通信時系統(tǒng)的耗電量僅為幾百μW~幾十mW。民用的UWB設備功率一般是傳統(tǒng)移動電話所需功率的1/100左右，是藍牙設備所需功率的1/20左右。因此，UWB設備的電池壽命，相對于傳統(tǒng)無線設備有著很大的優(yōu)越性。

2）對其他設備干擾小

由于UWB脈沖極窄、頻帶極寬，其帶寬相當于1000個電視頻道或3萬個FM廣播頻道，因此單位頻寬內的功率密度相當?shù)?。美國FCC對UWB的發(fā)射功率做了嚴格限制，其功率密度甚至低于一般的噪聲水平（比如，低于一部筆記本電腦的輻射）。因此，UWB對其他設備的影響微乎其微。

3）1S內可同時工作的標簽多，容量高

UWB使用的帶寬在1GHz以上，甚至可高達幾個GHz，那么每發(fā)送一個UWB信號的持續(xù)時間就非常短了。通俗一點，我們可以將信號通信看作不同寬度車輛行駛，如自行車（UWB信號）、汽車（窄帶信號），馬路寬度一定（時間資源），車輛越窄，馬路上容納的車輛就越多，如只有自行車在馬路上行駛和只有汽車在馬路上行駛時，自行車的容量會大大多于汽車。因此，UWB定位系統(tǒng)容量大，可同時容納成百上千個定位標簽同時工作。

目前，UWB定位技術的定位精度是其他定位技術中遠遠不能比擬的。EHIGH恒高UWB定位系統(tǒng)已成功將UWB定位技術和物聯(lián)網(wǎng)的相結合，實現(xiàn)了UWB定位系統(tǒng)在工業(yè)4.0、石油化工、電力能源、公安司法等領域的應用，并不斷推動高精度位置服務的快速發(fā)展。隨著新行業(yè)應用的不斷發(fā)掘，成本價格的不斷下降，UWB定位技術的真正爆發(fā)時間也不會太遲。