UWB定位技術詳解：TDOA、RSSI、TOF及AOA/PDOA
發布日期：2024-09-09 瀏覽次數：495次
在超寬帶(UWB)定位技術中，存在多種不同的定位方法，各自有著獨特的原理和特點。
一、UWB-TDOA 到達時間差
該技術基于 TDOA(到達時間差原理)。利用UWB技術，測量定位標簽相對于兩個不同定位基站之間無線電信號傳播的時間差，進而得出定位標簽相對于四組定位基站的距離差。通過這種方式，可以較為準確地確定定位標簽的位置。
二、信號強度 RSSI
RSSI(Receive Signal Strength Indicator)是通過測量無線信號在接收端的功率大小，并根據無線信號的 Friis 傳輸模型計算出收發端之間的距離。然而，從 Friis 傳輸模型中可以看出，RSSI 的測距結果受多種環境因素影響較大，如收發天線設計、多徑傳播、非視距傳播、直接路徑損耗等。在實際應用中，測距精度大約在 10 米量級，遠低于基于時間戳測距的方法。因此，基于 RSSI 的方法很少直接用于 UWB 定位。
三、飛行時間(TOF)/ 到達時間(TOA)
TOF(Time of Flight)/TOA(Time of Arrival)是通過記錄測距消息的收發時間戳來計算無線信號從發送設備到接收設備的傳播時間，再乘以光速從而得到設備間的距離。根據測距消息的傳輸方式不同，可分為單向測距和雙向測距。單向測距中測距消息僅單向傳播，為獲得設備間的飛行時間需要雙方設備保持精確的時鐘同步，這使得系統實現復雜度和成本較高。而雙向測距對雙方設備的時鐘同步沒有要求，系統實現復雜度和成本很低，所以在實際應用中主要關注雙向測距方案。
四、單邊雙向測距(SS-TWR)
SS-TWR(Single-Sided Two-Way Ranging)算法中，測距請求設備發起測距請求，測距響應設備監聽并響應測距請求。然后，測距請求設備利用所有時間戳信息計算出設備間的飛行時間。
五、到達角(AOA)到達相位差(PDOA)
AOA 和 PDOA 也是 UWB 定位中的重要方法，通過測量信號到達的角度或相位差來確定設備的位置。
總之，UWB 定位技術擁有多種不同的定位方法，每種方法都有其優勢和適用場景。在實際應用中，可以根據具體需求選擇合適的定位方法，以實現更準確、高效的定位服務。
