隧道高精定位方案UWB

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uwb定位方案

UWB定位方案简介UWB（Ultra-Wideband，超宽带）定位技术是一种利用高速短脉冲（持续时间小于1纳秒）进行通信和定位的技术。

相比于其他定位技术（如GPS和Wi-Fi），UWB具有更高的定位精度和更低的功耗。

UWB定位方案可以应用于室内定位、车辆定位、物体跟踪等领域，具有广阔的应用前景。

UWB定位原理UWB定位主要基于两种原理：距离测量和角度测量。

距离测量UWB定位通过测量信号的传播时间，从而计算出信号传播的距离。

常用的距离测量方法有TOA（Time of Arrival，到达时间）和TDOA（Time Difference of Arrival，到达时间差）。

•TOA：通过测量信号从发送端到接收端的到达时间来计算距离。

TOA 的原理是利用发送端和接收端的同步时钟，在发送信号时记录时间戳，接收端接收到信号后也记录时间戳，通过计算时间差来计算距离。

•TDOA：通过多基站同时接收信号，并测量信号到达各基站的时间差来计算距离。

TDOA需要至少三个基站来进行定位，其中两个基站用于接收信号，第三个基站用于同步时钟。

角度测量除了距离测量，UWB定位还可以通过测量信号的入射角度来进行定位。

常用的角度测量方法有AOA（Angle of Arrival，到达角度）和DOA（Direction of Arrival，到达方向）。

•AOA：通过测量信号的入射角度来计算定位。

AOA的原理是利用多个天线阵列接收信号，通过比较信号到达不同天线的时间差来计算入射角度。

•DOA：通过测量信号的到达方向来计算定位。

DOA的原理是利用天线阵列接收信号，并通过信号的幅度和相位信息来计算到达方向。

UWB定位方案应用UWB定位方案在许多领域有着广泛的应用。

以下是一些典型的应用示例：室内定位UWB定位方案可以用于室内定位，通过在室内布设若干基站和标签设备，可以实现对人员和物体的精确定位。

室内定位可以应用于智能楼宇、仓储管理、人员安全等场景。

UWB室内定位系统整体解决方案介绍

UWB室内定位系统页脚内容11.公司简介成都恒高科技有限公司，致力于高精度无线定位技术与视觉图像处理技术，打造两者相结合的“四维高精度定位系统”。

该系统包含传统意义的无线电三维空间合作式定位安防，并辅以视觉定位、视频联动的非合作式定位监管。

恒高旨在为客户提供全方位定位安防监管，以保障客户的人员物资安全。

恒高结合定位及视觉数据，精准分析企业客户的人员行为，规范人员作业方式。

在保障安全的同时，提升作业效率，为客户提供了丰厚的利润价值。

恒高依托电子科技大学前沿科学技术，及自身强劲的工程实践团队，在保证高精度定位系统优异效果的同时，将系统产品定价拉低了一个量级。

为客户提供价值，并减小客户的成本投入。

恒高现已申请专利技术二十余项，软件著作十余项，并不断有新技术转化为知识产权。

恒高拥有多个行业的系统解决方案，已实施于大型基建工地，石油化工，电力电网，养老院，监狱，并积极跟进智能社区，政府机关，机器人导航，旅游，停车场等等。

恒高还在不断挖掘高精度定位系统的潜力，以期为更多行业服务。

让每一个位置，每一张图像都发挥价值。

匠心永恒，高山景行。

恒高于2014年成立至今，秉持匠心不断打磨产品及系统，力求为客户提供最好的产品、系统和解决方案！页脚内容22.UWB无线定位2.1系统方案2.1.1定位概念2.1.1.1UWB技术原理超宽带（Ultra Wide-Band，UWB）是一种新型的无线通信技术，根据美国联邦通信委员会的规范，UWB的工作频带为3.1~10.6GHz，系统-10dB带宽与系统中心频率之比大于20%或系统带宽至少为500MHz。

UWB信号的发生可通过发射时间极短（如2ns）的窄脉冲（如二次高斯脉冲）通过微分或混频等上变频方式调制到UWB工作频段实现。

超宽带的主要优势有，低功耗、对信道衰落（如多径、非视距等信道）不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强（能在穿透一堵砖墙的环境进行定位），具有很高的定位准确度和定位精度。

uwb高精度定位原理

uwb高精度定位原理UWB（Ultra Wideband）超宽带技术是一种用于地理定位的创新技术。

它不仅实现了极低的功耗，而且还拥有精确的高分辨率定位能力，与GPS精度相匹敌。

它广泛应用于智能建筑，机器人定位，机器视觉，资产追踪，汽车安全，无线网络服务和自动化等行业。

UWB定位技术的特点在于其超宽的信号频带。

在UWB超宽带的频率范围中，发送的信号处于非线性状态，而不是整个频段的信号，这使得该技术具有较低的传播功率和功率发射器，从而实现了降低功耗和信号传播距离的作用。

UWB定位技术由基站接收机和定位单元（终端）构成。

当基站发出超宽带信号时，终端将接收基站发出的信号，通过计算终端到基站的时间差来估算终端的距离，从而可以推断用户的位置信息。

通过同步多台基站定位，就可以获得用户的位置。

UWB定位技术实现了极低的漫游要求，定位信息的准确度可达到4cm。

相比于其他定位技术，UWB定位精度更高，更稳定。

它可以实现室内外环境中高精度定位。

除此之外，UWB定位系统与Wi-Fi无线定位，蓝牙定位等较为相似，但具有如下优势，使得它可以充分发挥它在定位应用中的技术优势：（1）UWB定位精度较高，可以实现高精度的室内外现境应用。

（3）UWB在信号传播方面比传统的室内定位技术具有明显优势，可以实现较强的穿透能力和抗干扰性。

（4）UWB定位技术接收和发射信号时功耗极低。

（5）UWB定位技术高效、可靠、低成本，可以满足高得位追踪要求。

总之，UWB定位技术具有准确性高、功耗低、延迟小等优势，引领着无线定位技术的发展，为自动导航和精准定位提供了可靠的技术支撑。

北斗及超宽带定位技术在胶州湾海底隧道施工工程中的应用

北斗及超宽带定位技术在胶州湾海底隧道施工工程中的应用文 | 陆跃东桂敏马福行交信北斗（北京）信息科技有限公司图1 北斗高精度定位基准站部署图图2 隧道外作业区北斗高精度定位平台运行流程图平台主要包括卫星导航定位基准服务系统解算模块、卫星导航增强信息服务模块、高精度用户综合服务管理模块、运行状态监控模块与数据库模块等。

五、隧道内UWB精准定位应用1．隧道内人员车辆定位通过在隧道内平均每125m安装一个高精度融合定位基站，高精度融合定位基站可以实现隧道内的精确定位，采用先进的脉冲无线定位技术，能够实现隧道内人员与车辆的实时高精度定位。

通过为施工车辆安装防撞基站、施工人员佩戴定位防撞标签的方式来实现对施工作业车辆、人员的精确位置定位，实现空间一维、二维定位，精度高达车载防撞基站由主控芯片、UWB信模块、北斗模块、以太网连接器以及声光报警器等组成。

4G通信模块和以太网连接器分别用于实图3 隧道电子地图隧道人员车辆定位系统还支持全天候考勤，对施工人员实时自动（位置）跟踪，全面掌握施工人员在隧道的活动轨迹、位置分布，并且可实现紧急情况下的双向报警。

当遇到隧道突发事故，可以迅速找到被困人员的位置信息，保障人员安全的同时，有效提升管理效率。

2．施工作业人车防撞系统通过建设洞内外一体化施工作业人车防撞系统，满足作业人员、车辆紧急事件处理需求。

通过作业人员佩戴定位防撞标签、车辆安装防撞基站和作业人车防撞报警信息管理与服务。

施工车辆车载防撞基站能实现与定位防撞标签的实时测距，当任何车辆距离小于预警距离时，声光报警器将触发危险报警，提醒驾驶员和人员注意避让，有效地避免安全事故发生（图4）。

如图5所示，车载防撞基站支持隧道内外高精度融合定位同时支持人车防撞，车载终端配合声光报警器，设置好合适的安全距离，当人员和车辆或者车辆和车辆位置小于设定的安全距离将会触发报警，声光报警器播放警示语音，同时人x0, y0图4 人员车辆防撞示意图图5 车辆定位与防撞基站（左）及声光报警器（右）。

UWB高精度人员定位系统在各领域的应用

UWB高精度人员定位系统在各领域的应用UWB高精度人员定位是近几年来新兴的一项技术，它利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。

有人称它为无线电领域的一次革命性进展，认为它将成为未来短距离无线通信的主流技术。

那么UWB高精度人员定位系统应用领域有哪些呢？1、养老院在养老院，通过给老人佩戴智能手环或胸牌，不仅能够实时查看老人位置，还能够通过设置电子围栏来圈定安全活动范围，一旦老人走出安全区域，系统就会及时预警，通知管理人员前往查看，避免老人走失。

而且因为护工人员不可能24小时陪在每一个老人身边，难免会有疏漏，所以可以将一键报警功能集成在手环或胸牌中，一旦老人遇到危机情况，按下按钮就能够通知护工人员及时予以救助，避免危及老人走失。

2、工业仓库在工厂中，UWB高精度人员定位系统可以帮助传统工厂实现数字化管理，可实时查看员工位置、在岗时间、离岗时间、移动轨迹，提高岗位巡查效率。

通过后台对仓储货物位置的监管，可查看物品位置、所属仓库等数据，防止物资设备的丢失。

3、展厅在会展、展厅内，UWB定位系统可实现智能化导览服务，一方面可以实时导引观众前往想去的展位，另外也可以对观众的位置数据进行精准统计，查看参展客户及工作人员在展厅内的观览轨迹、停留时间等，实现办展效果精准分析，让展方了解参展人员感兴趣产品，为后期提升展会质量工作提供明确方向。

4、隧道在隧道施工现场，通过部署UWB室内人员定位系统，将定位标签集成至员工胸卡、安全帽等穿戴设备内，可以提供的集风险管控、人员管理、实时显示、应急救援等功能能够准确定位工人位置，保障工人施工安全、施工质量、施工进度。

5、机场在机场内，UWB室内人员定位系统可以通过移动设备给旅客提供导航路径，旅客可轻松找到候机区域、登机口、行李领取处等等，避免错过航班。

对于机场管理方面，通过UWB 定位分析不同区域旅客人员密度信息，能够加快测量排队进度，精简乘客流量、减少整个机场拥堵的发生。

uwb高精度定位,实现厘米级定位感知

uwb高精度定位，实现厘米级定位感知UWB（Ultra Wide Band）定位技术具有以下优点：高精度定位：UWB定位技术采用超宽带信号，可以实现非常高精度的定位，达到亚厘米级的空间精度和毫秒级的时间精度。

在室内定位领域，UWB技术是目前精度最高、误差最小的一种技术。

抗干扰能力强：UWB定位技术使用的是较低功率、大频带宽的短时隙脉冲，传输的信号能够穿透混凝土、金属等障碍物，在复杂环境中抗干扰性能更好。

能耗低：UWB定位技术在数据传输上的能耗比较低。

因为其采用超短脉冲的方式进行通讯，每一次发射只需要极少的电量。

同时，UWB标签不需要维护一个长期的连接，也能延长设备的工作寿命。

可扩展性强：UWB定位技术遵守国际电信联盟（ITU）的要求，并且全世界已经建立了完善的频谱规划和应用标准，未来还有更多的扩展应用空间。

高效理论广泛：UWB定位技术的数学模型简单且清晰，因此很容易扩展到多个维度、多层次的使用场景。

同时，UWB激励器和天线也比较容易得到，可快速部署与实施。

总之，UWB定位技术具有高精度、抗干扰能力强、能耗低、可扩展性强、理论基础广泛等优点，在诸如室内人员追踪、物资管理、安防监控等领域中有着非常广泛的应用前景。

目前UWB定位技术应用在物体定位：UWB技术可以用来实现高精度室内定位，可广泛应用于物流追踪、设备定位等场景。

安防监控：UWB技术可以用于实现精确的人员、物品跟踪及控制，对于公共场所的安全保障有着重要作用。

个人健康管理：UWB技术可以通过测量人体运动轨迹、姿势变化等信息，结合相关算法提供个性化的健康管理服务。

智能家居：UWB技术可以用于检测房间内物品摆放状态、人体位置信息，从而实现更加智能的家居控制。

电子钥匙：UWB定位技术可以实现数字钥匙的概念，通过智能手机可以实现开门关门。

并且数字钥匙可以远程开锁和关锁。

目前被广泛应用于智能汽车的智慧应用。

这样的数字钥匙可以大大的提高安全性，用户丢失了传统钥匙或者忘带而无法进入家或车内的情况都不会再出现。

uwb定位技术原理介绍

uwb定位技术原理介绍
UWB定位分析平台为化工厂、露天煤矿、焦化厂、智慧工厂提供高精度的人员和资产定位方案；
UWB定位精度高达10cm，根据应用场景，随需而变，提供四种定位模式：
1) 三维定位：区域内至少部署4台定位基站，实现三维空间内的精准定位。
2) 二维定位：区域内至少部署3台定位基站，实现二维平面的精准定位。
3) 一维定位：区域内至少部署2台定位基站，实现一维线性定位，适用于走廊、通道、隧道等狭长区域。
4) 零维定位：即存在性感知。区域内安装1台定位基站，实现区域内人员资产的存在性感知，适用于小型房间等区域。
1) 定位基站：基站Байду номын сангаас过超宽带通信技术、智能感知技术、物联网技术与定位标签进行实时通信，实现标签的定位功能。
2) 定位标签：携带标签的人员或者资产通过发射超宽带通信信号与基站相互通信，使标签自身被定位。
3) 定位引擎：基站实时将原始数据发送给定位引擎。定位引擎通过大数据分析技术和定位算法，实时计算标签的坐标位置。
4) 显示终端：通过大数据分析技术和定位算法所计算出的标签坐标展现于显示终端。显示终端可能是PC、平板电脑、手机、或者大屏。

低成本高精度的定位技术-UWB定位

低成本的高精度定位技术-UWB定位除了全球定位系统(GPS)在导航和室外环境的应用定位以外，人们对室内定位、短距离定位等应用不甚了解。

随着各式各样的建筑的建立人们在室内的时间是室外的4倍，室内定位的需求也越来越大。

未来无线定位技术的趋势是室内定位与室外定位相结合，实现无缝的、精确的定位。

现有的网络技术还不能完全满足这个要求，而UWB技术由于功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、定位精度极高等优点，在众多无线定位技术中脱颖而出。

UWB定位实现原理：超宽带（Ultra Wide-Band，UWB）UWB定位是一种新型的无线通信技术。

该技术采用TDOA（到达时间差原理），利用UWB技术测得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，从而得出定位标签相对于四组定位基站的距离差。

使用TDOA技术不需要定位标签与定位基站之间进行往复通信，只需要定位标签只发射或只接收UWB信号，故能做到更高的定位动态和定位容量。

UWB定位特点：1.定位基站之间使用无线同步，减少施工成本2.网络简单，部署规划成本极低，自恢复能力强3.可选多种基站定位方式，定位标签续航时间最短超过一个月。

具有电量监测功能，定位基站电量不足时及时提醒充电4.终端实时显示位置信息，实现导航功能，容量无限大5.可通过移动通信网络实现远程位置跟踪6.可应用于复杂的工业现场，以最优性价比实现了较好的效果UWB定位的应用可以为哪些行业带来改变？工业制造：UWB定位系统可以实时记录显示工人位置信息，实现自动考勤，提高员工出勤率；通过跟踪监测人员、物资、设备，来保障物资及工人的安全、减少人工管理成本。

医院、养老院：老人或病人，由于生活自理能力差，且自我判断和保护能力不足，容易迷失方向，遇到危险时也很难实现自救和求助。

通过UWB定位技术能够有效对老人和医院病人可以实时的跟踪定位，及时处理应急情况，为他们的生命健康安全和日常生活提供有力保障，同时减轻工作人员的压力。

uwb高精度定位系统原理

uwb高精度定位系统原理UWB高精度定位系统原理UWB（Ultra Wide Band）是一种无线通信技术，它的特点是带宽非常宽广，能够提供高精度的定位和测距功能。

UWB高精度定位系统利用这一特点，通过接收和分析UWB信号，实现对目标位置的精确定位。

本文将介绍UWB高精度定位系统的原理和工作过程。

一、UWB信号的特点UWB信号是一种具有极宽带的无线信号，其带宽通常在几百兆赫兹到几吉赫兹之间。

相比于传统的窄带信号，UWB信号能够提供更高的数据传输速率和更精确的测距能力。

另外，UWB信号的能量非常低，不会对其他无线设备产生干扰。

二、UWB高精度定位系统的组成UWB高精度定位系统主要由UWB标签和UWB基站组成。

UWB标签是被定位的目标，它会发送UWB信号；UWB基站则用来接收和分析UWB信号，计算目标的位置信息。

三、UWB高精度定位系统的工作原理1. UWB标签发送信号：UWB标签会周期性地发送UWB信号，信号中包含了标签的唯一标识符和时间戳等信息。

2. UWB基站接收信号：UWB基站会接收到UWB标签发送的信号，并记录下接收到信号的时间戳。

3. 信号传播时间测量：UWB基站利用接收到信号的时间戳和发送信号的时间戳之差，计算信号的传播时间，从而得到目标与基站之间的距离。

4. 多基站测距：为了提高定位的精度，通常会使用多个UWB基站进行测距，并利用三角定位原理计算出目标的准确位置。

5. 位置计算：根据测得的距离信息和基站的位置信息，利用数学算法计算出目标的具体位置坐标。

四、UWB高精度定位系统的优势1. 高精度定位：由于UWB信号带宽宽广，能够提供精确的距离测量，因此UWB高精度定位系统可以实现厘米级别的定位精度。

2. 抗干扰能力强：UWB信号的能量非常低，不会对其他无线设备产生干扰，因此UWB高精度定位系统具有很好的抗干扰能力。

3. 定位范围广：UWB信号的传输距离较远，可以覆盖较大的区域，因此UWB高精度定位系统可以应用于室内和室外的各种环境。

uwb高精度定位系统原理

uwb高精度定位系统原理
UWB是Ultra-Wideband的缩写，即超宽带，是一种短脉冲无线通
信技术。

UWB技术可以在非常宽的频带范围内传输数据，其工作频率一般在3.1-10.6 GHz的范围内。

UWB技术具有高精度定位能力，可用于
室内定位和跟踪等应用。

UWB高精度定位系统的原理是基于时域测距原理，其关键技术是射频信号的时差测量技术和多径抑制技术。

该系统通过发送短脉冲信号，并在接收端测量信号到达的时间差来实现测距。

由于发射的短脉冲信
号的带宽非常宽，可以达到几千兆赫的带宽，因此可以实现非常高的
时间分辨率，从而达到高精度定位的效果。

同时，由于UWB信号具有
穿透建筑墙壁和障碍物的能力，因此可以用于室内定位和跟踪。

UWB高精度定位系统还需要采用多径抑制技术来解决多径干扰的问题。

多径干扰是由于信号与环境中多个反射物相互作用而产生的，会
导致信号多次反射和延迟，从而影响距离测量的精度。

多径抑制技术
可以通过选择合适的发射和接收天线、加入特定的调制技术和引入合
适的符号串等方法来抑制多径干扰，从而提高定位系统的精度。

综上，UWB高精度定位系统通过时差测量的原理、宽带短脉冲信号的发射和接收、多径抑制技术等关键技术实现高精度的室内定位和跟踪。

该技术具有应用范围广、精度高等优点，在商业、工业、安防等
领域具有广泛的应用前景。

高精度室内定位技术-UWB

高精度室内定位技术-UWB高精度室内定位技术-UWB先来了解一下定位是怎么工作的。

定位的核心技术其实是测距。

给定空间中已知三点的具体坐标，和一个未知点到三点的距离，即可算出未知点的坐标。

这通常叫做三边测量定位算法。

三边测量定位的几何理解非常简单。

以三个已知点和距离作三个圆，他们交于同一个点，这个点的坐标就是测量点的坐标。

然而这是一个理想情况，实际由于测量精度的限制，实际上他们通常交不到一个点上，交出来的是一块有面积的东西。

这块面积的大小就是定位精度。

当然我们可以通过更多组的测量使得相交的面积进一步减小以提高精度。

在这样简单易行的算法的支持下，我们就将定位问题转化为了测直线距离问题，如何精确计算一个已知点到未知点的距离。

GPS的解决方案非常简单粗暴。

GPS的本质是一个授时系统，也就是告诉你卫星发出这个信号的时候是几点几分几秒几毫秒几微秒。

而从GPS到地面有一定距离，无线电波在空气中以光速传播，等传到终端上是已经过去了几微秒，所以我们只要乘上光速就能知道终端到这颗星的距离了。

一个要克服的问题是终端的时间并不一定很精确，但如果我们可以通过几颗星之间两两差值来算出本地应该有的时间。

通过十几颗星一起授时进行修正，最后能很好将精度控制住。

提高精度的方法也很粗暴，提高授时精度即可。

这样的模型放在室内定位的时候会遇到什么问题呢？1、距离太短，时间难测。

由于室内定位距离太短，要知道光速是299,792,458 m/s，跑几米的时间太短了，根本测不精准。

所以如果想继续通过授时的方法解决问题，无线电波通常是不靠谱的。

当然也不是没有解决方案，比如速度慢得多的声波，一个解决方案就是超声波定位，这个可以是主动等回波来测量，或者被动授时测量，但超声波受多径效应和非视距传播影响很大，设计起来非常捉急。

2、信号遮挡，波长难选。

同样无论用超声还是无线电都会遇到这个问题。

波长长了，能绕过障碍物，但接收很困难，毕竟手机上不能捆个大锅盖（绕过障碍物=绕过终端设备）。

基于UWB的隧道内人员定位系统设计研究

基于UWB的隧道内人员定位系统设计研究目录1. 内容简述 (2)1.1 背景介绍 (3)1.2 研究意义 (3)1.3 研究内容及目的 (4)1.4 国内外研究现状 (5)1.5 本文结构 (6)2. 系统的设计原理与技术 (8)2.1 UWB通信技术概述 (9)2.2 UWB定位原理 (10)2.3 定位算法研究 (11)2.4 信号处理与接收机设计 (12)2.5 隧道环境下UWB信号传播特性分析 (13)3. 系统硬件平台设计 (16)3.1 基于UWB技术的定位模块设计 (17)3.2 标签设计与实现 (18)3.3 基站网络部署与配置 (19)3.4 数据传输与处理网络设计 (21)4. 系统软件设计 (22)4.1 定位数据处理算法实现 (23)4.2 用户界面设计及交互机制 (25)4.3 数据存储与安全机制 (27)4.4 系统平台集成与调试 (28)5. 系统实验验证与结果分析 (29)5.1 试验环境搭建与数据采集 (31)5.2 定位精度测试与分析 (32)5.3 系统性能评估 (34)5.4 系统应用场景仿真 (35)6. 未来展望 (37)1. 内容简述本报告旨在研究基于超宽带技术的隧道内人员定位系统的设计与实现。

隧道作为一种特殊的地下工程结构，其内部环境复杂多变，对人员定位系统的性能提出极高的要求。

技术以其极高的时间精度、距离精度、测距范围和穿透能力，在室内外定位应用中展现出独特的优势。

报告将全面分析技术在隧道定位系统中的应用前景，并探讨如何有效地利用信号在复杂多径环境下的传播特性，提高定位的准确性。

报告中，我们将首先介绍技术的基本原理、工作模式、以及在隧道环境中应采用的特定技术解决方案。

然后，我们将讨论隧道路线复杂性对定位系统设计的影响，以及对网络架构的需求，包括如何在隧道不同区域实现无缝定位服务。

接着，将重点研究定位系统的信号处理算法，包括信号增强、多径效应消除、以及信号的感知和同步技术，以此确保系统的高效运行。

UWB技术下隧道施工人员定位系统的精细研究

UWB技术下隧道施工人员定位系统的精细研究隧道施工安全问题是当前全民关注的重点问题，特别是施工人员位置信息问题。

在隧道实际施工现场中，由于遮挡、环境嘈杂等问题，导致测量信号受阻，无法对施工人员位置进行准确定位，期间，如果发生事故，对隧道被困人员的具体位置和数量不能及时做出判断，导致后果不堪设想。

文章以某高速公路隧道定位系统为例设计实验，分别对文中所提的方法进行比较和优化，选择更加精确的计算方法，并将其运用至今隧道施工建设中。

标签：UWB（超宽带）;三边算法;质心算法引言社会经济的全球化发展，促使交通建设力度逐渐加强，尤其是对铁路和高速公路新建里程长度的规划。

在铁路以及高速公路的修建过程中，对于山地、高原、山岭等地形，可通过修建隧道来实现道路畅通。

隧道工程与采矿作业在技术负责程度、作业周期长、作业空间有限以及隐蔽性等方面非常相似，再加之地质变化特点，无形之中为隧道作业带来了一定难度，同时，也给施工人员带来了极大的安全隐患。

因每个项目开展都存在周期限制，所以在隧道建设中，要尽量避免事故发生来影响作业进度。

为了保护施工人员生命安全，将UWB定位技术运用是隧道建设中，以此来对隧道人员实施精确定位，充分满足项目工程建设的需求。

1超宽带定位技术超宽带定位技术所使用的宽带>500MHz，且信号也>0.2，该技术利用宽带特性，实现脉冲无线点的精确测距。

通过UWB系统所发射的窄脉冲空间占比小，持续时间短，导致多径信号在时间上可分离。

除此以外，UWB系统自带的频带较宽，所以信道容量C在一定范围内，可有效降低信噪比，凸显了该系统自身具有较强的抗干扰性。

2设计定位系统图1为定位系统的构架图，明确了该系统主要的组成部分，其中包括服务器、交换机、定位标签以及参考节点等。

2.1 定位标签定位标签的主要作用是通过发射的无线信号，对参考节点和标签之间的距离进行准确测量，其主要组成部分是电池供电模块、定位芯片和主控制器。

基于UWB技术的隧道工程人员定位系统及拓展应用

基于UWB技术的隧道工程人员定位系统及拓展应用摘要:隧道工程施工事故频发且事故调查难度大，人员安全难以得到有效保障，针对这种现状，本文对UWB技术进行研究应用，阐述了基于UWB技术的隧道工程人员定位系统的各构成部分及作用形式，在这个系统中增加了电子围栏、视频监控、主被动报警等功能，拓展了UWB技术的应用，能够更好的满足隧道工程安全管理的需要。

关键词:UWB技术；定位系统；隧道工程；超宽带引言随着我国的不断发展，各类隧道工程建设陆续推进，但是隧道工程环境复杂，涉及作业较多，极易发生安全事故。

隧道工程安全事故一般会导致群死群伤，且一旦发生事故，应急救援存在一定盲目性，从而会导致事故影响范围扩大，事故致死率较高，作业人员的人身安全难以得到有效保障，事故原因也难以调查，后续管理经验难以有效总结。

所以的传统管理手段不能满足现实隧道施工安全管理需要。

本文将UWB技术应在隧道工程的安全管理中，可以实现人员定位、人机防碰撞、主被动报警、历史轨迹存储与回放等多个应用实践，有效提高了安全管理效率，给作业人员人身安全提供有效保障[1]。

1 隧道工程的特点分析隧道工程的施工由开挖、支护、供电、供水、供风、防排水等多个作业工序综合构成；开挖阶段由钻孔、装药爆破、通风、出渣等流程构成，在施工中开挖工序阶段性循环进行，其他施工流程也是循环进行的；隧道在不断开挖、支护的过程中，由于位置不同，周边岩体的结构是在不断变化的，所以支护结构的力学状态分析极为复杂，需要根据围岩情况进行调整，所以隧道施工作业流程虽然具有循环性的特点，但施工过程却是不固定的、存在动态变化的；隧道工程在地下进行，作业空间非常受限，作业场所阴暗、潮湿，同时含有粉尘、有害气体等危险因素，作业环境具有风险性大、隐蔽性强的特点。

2 UWB定位技术2.1 UWB定位技术概述隧道工程在地下一定深度施工，GPS等传统的室外卫星定位系统难以满足实际需要。

目前主要用于室内定位的蓝牙、红外线、WiFi、ZigBee（紫蜂）、RFID （无线射频识别）、UWB（超宽带）等技术[2]。

海底隧道施工中UWB定位系统工程质量控制方法

海底隧道施工中UWB定位系统工程质量控制方法摘要：海底隧道施工中的UWB定位系统工程在保障人员车辆安全方面具有着重要意义，但在工程实施过程中工程质量往往受限于各种因素而无法得到保障，本文从多个角度探究了对施工质量可能造成较大影响的因素，并论述了海底隧道施工中UWB定位系统工程的质量控制方法，为后续的工程质量控制提供了指导，对其他相关行业工程的质量控制也有一定的参考意义。

关键词：海底隧道施工中的UWB定位；影响因素；质量控制方法；0 前言随着定位技术的不断发展与施工过程对于人员车辆安全的重视程度的不断提高，越来越多的定位技术被应用于隧道施工工程中，UWB定位系统以其定位精度高，抗干扰能力强，低功耗等特点被广泛应用，为施工过程中的人员车辆提供了一份安全保障[1]。

然而由于隧道内的复杂环境以及隧道内定位技术发展并不成熟，施工质量往往得不到保障，导致定位效果不理想和成本浪费等问题，因此对隧道施工中定位工程质量控制方法的研究具有其独特的研究价值。

本文结合青岛胶州湾第二海底隧道施工工程中的UWB定位系统项目对定位工程的质量控制方法进行了系统性的探究，从各方面优化施工过程，对隧道内UWB定位工程的施工质量提升具有重要意义。

1 影响因素在施工过程中，影响到工程质量的因素通常可从五个方面考虑，即施工人员、机械设备、使用材料、施工方法、施工环境[2]。

下面以全面质量管理(TotalQuality Management，TQM)理论为基础，结合工程具体情况对海底隧道施工中UWB定位工程质量的影响因素进行分析。

1.1设备质量因素设备质量直接影响工程质量，设备的稳定性、可靠性、安全性、可维护性以及设备的性能都会对施工质量产生直接影响。

在海底隧道施工场景下的UWB定位工程中，主要用到的设备包括定位基站和标签，对这两种设备质量的评估往往聚焦于定位精度和稳定性两个方面，保证设备质量不影响整体施工质量要求基站稳定在线并能和标签精准测距，同时基站与标签的质量可靠。

基于UWB的地铁隧道定位系统设计

基于UWB的地铁隧道定位系统设计李伟杰;戴亚文;唐雨;王枫;水中和【摘要】超宽带(UWB,Ultra Wide Band)技术因其具有定位精度高、抗多径干扰能力强、传输速率高等优势,成为了当前主流的室内定位技术;由于地铁隧道中环境恶劣,为了保证施工人员的安全,实现对地铁隧道中施工人员的实时定位,设计了基于UWB技术的地铁隧道定位系统;该系统采用对称双向双边测距(SDS-TWR,symmetric double-sided two-way ranging)算法以有效抑制移动标签和定位基站之间由于晶振漂移导致的测距误差,同时在基于到达时间(TOA,time of arrival)的定位方法上采用粒子群算法提高定位精度,迭代过程采用0.9线性递减至0.4的惯性权重;实验结果表明基于UWB的地铁隧道定位系统在地铁隧道中能稳定工作且定位精度得到有效的提高,该系统具有功耗低、实现简单、定位精度高的特点,能够满足地铁隧道当中对于人员实时精确定位的需求.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2019(027)008【总页数】5页(P198-201,206)【关键词】UWB;隧道定位;双向双边测距;TOA;粒子群算法【作者】李伟杰;戴亚文;唐雨;王枫;水中和【作者单位】武汉理工大学理学院,武汉430070;武汉理工大学理学院,武汉430070;武汉理工大学信息工程学院,武汉 430070;武汉理工大学信息工程学院,武汉 430070;武汉理工大学先进工程技术研究院,广东中山 528400【正文语种】中文【中图分类】TN925;TN929.40 引言随着我国经济的飞速发展，地下轨道交通已经成为了各大城市缓解交通压力的首要选择，因此，地铁隧道施工安全问题也逐渐得到了人们的普遍关注。

由于目前地铁隧道施工现场普遍采用电话跟踪、登记考勤等传统方法来实现对作业人员的信息监控，而地下隧道一般具有封闭性、环境恶劣等特点，一旦发生安全事故，隧道外部的救援人员很难通过传统的通讯方式实现对隧道内被困人员的精确定位和救援。

UWB精确定位系统解决方案

方案介绍/UWB室内基站
UWB 3.7～4.2GHz中心频段3.95Ghz 定位算法：TOF/TDOA 定位精度：10~30cm 定位距离：50m 通讯距离：100m 供电：DC220V、POE48V（二选一）通讯：4G、wifi、有线网络尺寸：188X123X33mm 重量：150g 防护等级：IP66
• Beacon需要定期换电池，维护成本高 • 同时支持的定位设备少
优点：体积比较小，造价比较低缺点： • 大密度标签下影响信号强度
•不便于整合到其他系统之中 • 参考标签的位置会影响定位，计算量较大
优点: 部分共享现有WIFI设施，成本低缺点: • 精度低、易受干扰、不稳定
• WIFI指纹需要人工采集更新，成本高 • 同时支持的定位设备少
定位原理/ToF定位算法
ToF：（Time of Flight）飞行时间测距法，通过测量脉冲信号从发出到返回的时间差，乘以传播速度除以2，得出二者间的距离。
三个基站的坐标已知，计算出标签到各基站的距离后，运用三边测量定位算法，交点即是定位标签的坐标。
定位原理/TDoA定位算法
TDoA：（ Time Difference of Arrival）基于时间差测距法，通过比较信号到达两个基站的时间差，作出以基站为焦点，距离差为长轴的双曲线。
多区域二维定位
隧道型一维定位
定位引擎监控终端 Wifi/4G/有线网络回传数据
空间立体三维定位小区域存在性检测
UWB定位特点
4G、WiFi、网线多种通讯方式，部署方便
POE供电，电源供电，多种供电方式，部署方便
电脑、手机、平板查看，多终端支持, 分级权限
无线时钟同步，无需同步机，部署便捷，成本低

UWB 高精度定位技术原理与实现

UWB高精度定位技术原理与实现一、什么是UWBUWB（Ultra Wide Band，超宽带）技术是一种新型的无线通信技术，其与传统通信技术有很大的差异。

在传统通信体制中，数据传输一般都需要使用载波来承载，UWB则不需要，取而代之的是通过发送和接收具有纳秒甚至亚纳秒级的极窄脉冲来传输数据，一个信息比特可映射为数百个这样的脉冲。

根据傅里叶时频变换规则可知，单周期UWB脉冲时域宽度越短，对应的频域带宽就越宽，这种纳秒级时域脉冲信号，往往能产生具有GHz量级的频域带宽，如图1所示。

因此这种技术也称UWB超宽带技术（简单来说就是带宽非常大）。

正是这些纳秒级的时域脉冲，使得UWB信号具有极高的时间分辨率，非常适合高精度定位。

图1 UWB时域极短脉冲信号及频谱二、UWB定位的技术特点2.1 高精度具有厘米级的高精度定位能力。

UWB信号时域宽度极窄，接收端在测量时，能获得极高的时间分辨率，简单讲就是时间测量准，这是实现高精度定位的基础。

同时它还具有很强的抗多径能力，不同方向到达的信号很难出现叠加干扰，这对高精度定位也非常有好处。

2.2 低功耗UWB系统使用周期性的脉冲来发送数据，脉冲持续时间很短，一般在0.20ns～1.5ns之间，占空比非常低，省去了发送连续载波的大量功耗，因此功耗可以做到很低。

2.3 高安全UWB通信系统的物理层技术具有天然的安全性能，其带宽大，发射功率谱密度比噪声还要低，承载的信息淹没在噪声中，被截获和干扰的概率非常低。

反之，影响其他无线通信（如WIFI）的概率也非常低。

总结起来，就是自己既不干扰别人，别人也很难干扰自己。

2.4 低成本部署UWB定位系统，有一定的硬件采购成本，但UWB基站覆盖范围大，典型半径达50-150米，同样面积下，需部署的设备更少。

同时，UWB系统一旦部署调试完毕，几乎不用再改动，一次投入，可用10年，运营成本极低。

三、UWB 定位网络架构整个UWB定位系统主要包含四个部分：UWB定位标签、UWB定位基站、IoT定位平台，以及应用平台，如下图所示：图2 UWB定位系统组成3.1 UWB定位标签UWB定位标签携带在目标人员和物资中，其周期性发送上行UWB定位脉冲信号，有工牌、安全帽、腕表等多种形态，适用于不同的应用场景，具有低功耗、便携、防水防尘等特点。

UWB精准定位技术案例

UWB正确定位技术案例UWB（即UltraWideBand, 超宽带）是一个无载波通信技术, 利用纳秒至微微秒级非正弦波窄脉冲传输数据, 是无线电领域一次革命性进展技术, 将成为未来短距离无线通信主流技术。

该技术早期被应用在近距离高速数据传输, 多年来国外开始利用其亚纳秒级超窄脉冲来做近距离正确室内定位。

U-Loc是由中国定位技术领军企业联睿电子研发厘米级实时定位系统, 含有0维、1维、2维、2.5维、3维等多个定位模式, 能够应用于石化、电力、隧道等GPS、北斗信号弱存在高危生产安全应用场景下, 已经在很多企业得到了有效应用。

U-Loc厘米级实时定位系统含有传输速率高、抗多径干扰能力强、功耗低、成本低、穿透能力强、低截获概率、定位精度高、与现有其她无线通信系统共享频谱等特点。

在石化行业已经形成了完整处理方案并得到了有效应用。

石化行业是一个高危行业, 对安全生产管理要求极高, 经过人工方法进行安全生产管理往往会存在一定主观性, 与管理人员和工作人员责任心等有很大关系, 稍有疏忽往往会造成社会影响极为恶劣安全生产事故。

所以, 在石化行业怎样经过现有优异信息化手段实现安全生产自动化、规范化管理, 变主管管理为客观管理就显得尤为关键。

联睿U-Loc厘米级实时定位系统为石化行业处理方案关键功括: 石化安全巡检系统, 石化安全人员管理系统, 石化工作人员自动化考勤系统。

其中石化安全巡检系统能够在通常巡检系统基础上实现计划巡检路线、项目与实际巡检路线、项目自动匹配监测, 路线偏移、项目漏检、进入危险区域等则自动报警, 并可依据实际应用需求进行巡检数据自动读取与上传。

石化安全人员管理系统则可有效对进入指定工作区域工作人员和外来人员进行实时定位、轨迹监控、禁入与静止报警等。

石化工作人员自动化考勤系统则可依据实时定位数据自动进行考勤, 避免了其她考勤手段轻易弄虚作假现象。

在基于位置巡检系统与安全人员管理系统中引入了视频联动等技术, 结合视频手段进行愈加智能化管理。