UWB基本定位原理

一、

　　UWB定位技术主要以dw1000芯片为基础实现室内外高精度定位工作，之所以能够实现定位的关键性因素有如下一个方面：

　　　　1.dw1000提供数据帧收发时纪录时间戳，这是能够进行两点间测距的基本条件，简单来说，

                 通过计算数据在空中飞行时间*光速=数据飞行距离，从而测出两节点间的距离。

 

　　　　2.有了数据帧收发时间戳，那么就必须提供足够高的时钟精度，因为1ns的时间电磁波就传输了30cm，

                 dw1000提供了LDE的微代码，通过PLL使得时钟达到了64G的频率，当然，这个时钟仅提供给LDE使用，

                 使得dw1000具备了超高精度的时间戳，64G的时钟可以使得dw1000时钟分辨率为15.65ps。

 

　　　　3.在以上基础上，可以实现两点间测距的功能，那么如果需要实现定位呢，则需要一个终端分别和多个基站通信，

                 分别得到终端与各个基站的距离，且，基站之间的位置与距离在部署前期通过测绘手段可以得到这些数据。

                 从而得到了终端在这个定位系统中的位置，一般使用球面相交法，通过输入终端离基站的距离，计算出精确的位置信息。

 

 

二、TOF测距方式

　　TOF即 time of flight飞行时间，直译为飞行时间测距法。

　　这个方法最大的特点就是实现起来简单，最大的缺点就是精度低，既然是高精度定位，那么使用这种方法就不太合适了。

 

       

 

　　以上测距方式理论上是说得过去的，但是其中存在几个影响测距精度的因素：

　　　　1.当设备B在T2时刻收到POLL后需要等待一个固定的时间Tdelay然后在T3时刻发出RESPONSE数据包，那么，

                 问题出现了，我们在此处讲的Tdelay是一个绝对时间单位，比如3000us，但是A,B设备都有自己的时钟源，

                 并且要命的是时钟源的存在自我偏差，俗称PPM，比如：我们想Tdelay=3000us但是由于时钟源的偏差问题，

　　　　   导致真实时间过去了3000.5us，可是在设备A端进行计算的时候还是按照3000us的Tdelay进行计算，那么，

                  因为时钟源的偏差引入的0.5us的时间就被错误的当成是数据飞行的时间了。这样导致的结果就是，

                  两设备A,B的真实距离为1m，结果测试得到的距离为2.5m。

 

　　　　2.再一个，Tdelay必须要事先双方约定好。不能有丝毫的差异，这对于设备B来说有些苛刻，

                  因为有时候设备B可能在Tdelay时间内无法将数据从芯片取出分析然后将要返回的RESPONSE数据包送入芯片内，

                  并让芯片在T3时刻发送出去。出现这样的情况将会导致测试失败。

 

 

　　

 三、TW_TOF测距方式

　　基于上述TOF的缺陷，引入了TW_TOF这种测距方式，用于消除TOF的不良影响。