基于UWB超寬帶定位技術的室內定位方法
1.UWB室內定位概述：
UWB室內定位技術與傳統通信技術有很大的不同。它不需要使用傳統通信系統中的載波，而是通過發送和接收納秒級或納秒級以下的極窄脈沖來傳輸數據，從而具有GHz級帶寬。超寬帶室內定位可用于各個領域的室內定位和導航，包括貴重物品倉儲、礦山人員定位、機器人運動跟蹤、汽車地下室停車等。
與傳統窄帶系統相比，UWB超寬帶定位技術室內定位系統具有穿透力強、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統復雜度低、定位精度準確等優點。因此，UWB室內定位技術可應用于室內靜態或移動物體和人的定位跟蹤和導航，并可提供非常準確的定位精度。例如，作為UWB定位廠，我公司自主開發生產的UWB室內定位系統可達到10cm以上的定位精度。
2.UWB室內定位原理：
與藍牙和WIFI定位方法不同，UWB室內定位技術的位置信息不是基于信號強度（RSSI）計算，但通過準確的無線信號發送時間、接收時間和算法計算。為了實現UWB超寬帶定位技術無線定位系統的準確定位，首先獲取與位置相關的變量信息，建立相應的數學模型，然后根據這些變量、參數和數學模型計算目標坐標。
UWB室內定位技術具有超高的時間分辨率，保證了UWB能夠準確獲取待定位目標的時間和角度信息。信號飛行速度為光速（固定值），因此只要知道飛行時間，就可以計算出兩臺設備之間的距離，并結合角度信息，利用三角定位等幾何定位方法獲取待定位目標的位置信息。
在UWB超寬帶定位技術室內定位技術中應用廣泛的是飛行時間測距法（TOF）和到達時間差法（TDOA）。從定位方式來看，它們都屬于多點定位，即確定標簽與多個已知坐標點之間的相對位置關系定位。
3.TOFFB室內定位
飛行時間法（Timeofflight，TOF）它是一種雙向測距技術，通過測量UWB信號在基站和標簽之間的飛行時間來計算距離。根據數學關系，一點到已知點的距離是常數，所以這必須在已知點的中心和常數的半徑上。有兩個已知點，有兩個交點。三個已知點和距離作為三個圓，它們交給同一點，即標簽的位置。
移動標簽首先向定位基站發送測距請求。基站收到測距請求進行處理。經過一段時間的處理，它回復移動標簽確認信息，記錄UWB信號發送和接收的時間間隔。例如，我們將發送端發送信號和接收回應的時間間隔記錄為TTOT，UWB超寬帶定位技術接收端收到數據包和發送回應的時間間隔記錄為TTAT。計算空中信號的單向飛行時間TTOF，然后根據TTOF與電磁波傳播速度的乘積計算標簽與基站之間的距離d=c×TTOF根據每個基站的測距信息，以每個基站為中心畫一個圓，可以得到一個交點，交點就是標簽的位置。
4.UWB超寬帶定位技術TDOA室內定位
到達時間差（Time Difference of Arrival，TDOA）它是一種利用到達時間差進行定位的方法，也被稱為雙曲線定位。標簽卡發送UWB信號，UWB超寬帶定位技術標簽定位距離內的所有基站都會收到無線信號。如果兩個已知坐標點的基站收到信號，則標簽與基站之間的距離間隔不同。因此，這兩個接收信號的時間節點是不同的。根據數學關系，以已知兩點為常數的點必須在以這兩點為重點的雙曲線上。然后有四個已知點（四個定位基站），就會有四條雙曲線，四條雙曲線的位置就是標簽的位置。
5.UWB室內定位之下行TDOA技術
簡單來說，定位基站發送定位信號，定位標簽接收定位信號。這種工作方式類似于GPS，所以也叫室內GPS。下行TDOA是在終端上計算位置坐標，UWB超寬帶定位技術定位系統可以通過標簽將這些數據上傳到服務器，實時結算標簽位置，這得益于室內定位系統自身的高實時物聯網傳輸網絡。
下行TDOA的優點是基站決定了信號發送的時間，因此基站的功耗較低，與GPS具有相同的優勢，即系統容量無限，獲取位置信息的延遲也很小，這種模式適用于目標的獨立導航。