UWB定位技术详解：TDOA、RSSI、TOF及AOA/PDOA
发布日期：2024-09-09 浏览次数：52次
在超宽带(UWB)定位技术中，存在多种不同的定位方法，各自有着独特的原理和特点。
一、UWB-TDOA 到达时间差
该技术基于 TDOA(到达时间差原理)。利用UWB技术，测量定位标签相对于两个不同定位基站之间无线电信号传播的时间差，进而得出定位标签相对于四组定位基站的距离差。通过这种方式，可以较为准确地确定定位标签的位置。
二、信号强度 RSSI
RSSI(Receive Signal Strength Indicator)是通过测量无线信号在接收端的功率大小，并根据无线信号的 Friis 传输模型计算出收发端之间的距离。然而，从 Friis 传输模型中可以看出，RSSI 的测距结果受多种环境因素影响较大，如收发天线设计、多径传播、非视距传播、直接路径损耗等。在实际应用中，测距精度大约在 10 米量级，远低于基于时间戳测距的方法。因此，基于 RSSI 的方法很少直接用于 UWB 定位。
三、飞行时间(TOF)/ 到达时间(TOA)
TOF(Time of Flight)/TOA(Time of Arrival)是通过记录测距消息的收发时间戳来计算无线信号从发送设备到接收设备的传播时间，再乘以光速从而得到设备间的距离。根据测距消息的传输方式不同，可分为单向测距和双向测距。单向测距中测距消息仅单向传播，为获得设备间的飞行时间需要双方设备保持精确的时钟同步，这使得系统实现复杂度和成本较高。而双向测距对双方设备的时钟同步没有要求，系统实现复杂度和成本很低，所以在实际应用中主要关注双向测距方案。
四、单边双向测距(SS-TWR)
SS-TWR(Single-Sided Two-Way Ranging)算法中，测距请求设备发起测距请求，测距响应设备监听并响应测距请求。然后，测距请求设备利用所有时间戳信息计算出设备间的飞行时间。
五、到达角(AOA)到达相位差(PDOA)
AOA 和 PDOA 也是 UWB 定位中的重要方法，通过测量信号到达的角度或相位差来确定设备的位置。
总之，UWB 定位技术拥有多种不同的定位方法，每种方法都有其优势和适用场景。在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的定位方法，以实现更准确、高效的定位服务。
