超高精度定位系统中的UWB是什么

超高精度定位系统中的UWB是什么

很多朋友可能经常在定位领域看到UWB超高精度定位系统，很好奇UWB究竟是什么？今天这篇文章就来科普一下UWB。

UWB也就是超宽带，英文Ultra Wide Band的缩写，UWB技术是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。

首先需要说明的是UWB依然属于无线电波的一种，很多文章中拿UWB对比蓝牙、zigbee等，好像他们有本质的不同，其实本质上他们都是一模一样的东西，都是不同频段的无线电波技术。包括大家在UWB中经常听到的脉冲的概念，蓝牙、RFID也是脉冲。

何为脉冲？脉冲就是电流、电压或某些其他物理量的瞬态改变，在无线电波领域，也就是瞬时改变的信号，就是现代电子领域内的数字信号。所有的无线电技术都是以脉冲的形式向外发射信号，只不过载波不同，常见的无线电技术是正弦波，UWB是非正弦波。

那么回到UWB上来，为什么同样的数字信号脉冲，UWB可以做到超高精度的定位，而其他技术不可以呢？这就是UWB有别于其他无线技术的点了。他基本上有三个优势：较大的带宽、较高的时间分辨率、较强的抗多径效应能力。具有这三个优势的原因在于，UWB的频率更高，无线电波更短，宽带够高，能够传输够多的数据，传播速度够快，能够容错更大能够抵抗更多的干扰。

在某种意义上来说，UWB更像是激光，而不是无线电波。激光就是用高能量光束，经过特定材料激发之后产生的几乎平行发射的光，而UWB可以类比为高能量几乎平行发射的无线电波。

既然是无线电波，波粒二象的特征也是存在的。无线电波的反射、干射、衍射、绕射等都会存在，但是由于他的高宽带、高能量，使得UWB可以抵抗外界常规的干扰。

所以UWB一开始的应用就是取代激光测距的，后来由于他的高宽带，使得UWB在通讯中也大有可为，直到仅几年，人们才发现他是室内定位的最终解决方案。

UWB一对一的情况下，在视距中，几乎可以不偏差地测量距离，在多个UWB的配合下几乎可以做到非常精确的定位效果。常见的定位测距算法有TWR、TDOA、DOA等，可以做到二维以及三维的定位。

但是UWB也不是没有缺点，他最大的缺点就是功耗，如果使用UWB，就必须考虑电池供应以及常规的充电装置。