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超宽带定位技术的发展及应用超宽带定位技术属于室内定位技术的一种，室内空间定位技术就是室内空间内标识位置信息，传统的GNSS在复杂的建筑结构和信号环境都会对定位精度造成很大的影响，因此无法辨别楼层高度以及室内精度差等问题，已经影响到室内定位的应用，需要室内技术的发展来解决日益增长的室内定位以及高精度物联网的需求。一、 超宽带技术的发展以及技术路径1.1 UWB(超宽带定位技术)的发展超宽带技术是通过脉冲进行信息交换的技术，最早起源于Scholtz在1993年发表的采用冲激脉冲进行跳时调制的论文，由于其高传输速率和稳定性，很早就被应用于军事领域，后被于民用领域。UWB系统的定义是10Db衰减带宽大于中心频率的20%或10dB衰减带宽大于500MHz，美国联邦通讯委员会（FedealCommunicaitons Commission，FCC）把无线资源中无牌照的3.1GHZ至10.6GHz分配给UWB使用，而超宽带系统中发射的脉冲式脉宽为小于1ns的高斯脉冲，由于超宽的带宽和极窄的脉宽，理论上的传输数量可以达到几个G/s或者更高的速率，实验室内现已可达到1000M/s以上的传输速率，随着UWB技术的发展，无论在无线通信的传输，创新，都会显露巨大的优势。1.2 UWB技术的特性结构简单：UWB技术不需要使用载波，它通过发送纳秒级脉冲来传输数据信号。UWB 发射器直接用脉冲小型天线，不需要在收发器上做变频处理，免去了使用功率放大器与混频器等器件，因此，UWB允许采用非常低廉的宽带发射器。同等定位精度的基础上成本较低。高速数据传输： UWB 以非常宽的频率带宽来换取高速的数据传输，并且不单独占用现在已经拥挤不堪的频率资源，而是共享其他无线技术使用的频带。在军事应用中，可以利用巨大的扩频增益来实现远距离、低截获率、低检测率、高安全性和高速的数据传输。系统功耗低：UWB 系统使用间歇的脉冲来发送数据，脉冲持续时间很短，有很低的占空因数，如需传输数据的频率较低，则系统耗电可以做到很低。民用的UWB 设备功率一般是传统移动电话所需功率的1/100 左右，是蓝牙设备所需功率的1/20 左右，但在精度要求较高，刷新次数较高的场景，其电池要求和蓄能要求也较高，有待于未来电池的发展以及相应配件的改进，UWB技术在发展中，目前技术在不断更新。安全性高：作为通信系统的物理层技术具有天然的安全性能。UWB系统的发射功率谱密度非常低，有用信息完全淹没在噪声中，被截获概率很小，被检测的概率也很低，由于UWB 信号一般把信号能量弥散在极宽的频带范围内，对一般通信系统，UWB信号相当于白噪声信号，并且大多数情况下，UWB信号的功率谱密度低于自然的电子噪声。定位精确：冲激脉冲具有很高的定位精度，采用超宽带无线电通信，很容易将定位与通信合一，而常规无线电难以做到这一点。穿透能力强：超宽带无线电具有极强的穿透能力，可在室内和地下进行精确定位，而GNSS定位系统只能工作在GPS定位卫星的可视范围之内，与GNSS提供绝对地理位置不同，超短脉冲定位器可以给出相对位置，其定位精度可达厘米级。1.3 UWB技术的技术路径UWB定位技术通过测距和测向来完成,一般包括三种方法:基于到达角度(AOA:Angle of Arrival) 估计、基于接收信号强度(RSS:Received Signal Strength) 和基于到达时间和到达角度(TOA/TDOA:Time/ Time Difference of Arrival)的估计方法，该方法通过矩阵束算法估算出时间和角度，从而得到目标的相对坐标，并且单个接收机即可确定位置，多个接收机可增加位置和角度的精度。除了上述三种方法的定位，测算方法还有RTT定位（基于来回程定位）和TSOA定位（时间差来定位）。以上测算的结果均通过协作定位来确定位置信息，协作是指各节点之间定位测算，包含了定位参数、状态更新和位置解算等信息的测算和应用。除了以上的超宽带定位技术，还有24GHZ UWB定位技术，除了3.1到10.6GHz，FCC分配了高频段22到29GHz，Meier C等人设计并实现了工作再24GHz左右的UWB定位系统。调频连续波UWB定位，利用线性扫频在雷达中的应用，将连续波与UWB技术结合，可用UWB规范，也可用脉冲频率调制，其工作再7.5GHz，扫频宽度为1GHz，采用雷达RTT定位方式，定位距离可达2cm。除此之外，还有声学超宽带定位技术，也就是说，声学信号也可以用作超宽带信号，并且也可以达到厘米级的定位精度。二、 室内定位技术以及超宽带技术的定位2.1室内定位技术需求以及前景随着物联网场景的需求日益增多，室内空间定位的需求日益增多，像传统的停产场、商场、机场、精准营销、智能制造、机器设备、物流等都需要不同等级的室内定位技