超寬帶（UWB），這個上世紀(jì)60年代被提出來的技術(shù)，最近幾年又重新得到人們的青睞。原來UWB是以通信應(yīng)用技術(shù)方向，被推出來的，現(xiàn)在又同時以高精度定位技術(shù)，特別是室內(nèi)定位，也就是非暴露空間定位技術(shù)隆重推出來的。它將定位與通信功能集于一身，顯得特別時髦，特別喜人，特別有吸引力。尤其是在2019年9月蘋果的iPhone11發(fā)布會宣布其搭載有U1芯片，UWB悄然進(jìn)入消費類市場，何為悄然？因為蘋果公司在發(fā)布會上并未對這顆神秘的芯片做任何介紹。但是，這對于室內(nèi)定位可能是有劃時代意義的大事，估計今后的五到十年內(nèi)，UWB會大顯身手。

超寬帶定位是怎么回事情？這里不妨做個簡單介紹。UWB（Ultra Wide Band ）即超寬帶技術(shù)，它是一種無載波通信技術(shù)，利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻譜范圍很寬。UWB定位采用了寬帶脈沖通訊技術(shù)，具備極強的抗干擾能力，使定位誤差減小。UWB室內(nèi)定位技術(shù)的出現(xiàn)填補了高精度定位領(lǐng)域的空白，它具有對信道衰落不敏感、發(fā)射信號功率譜密度低、低截獲能力、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供0.1米級的定位精度等優(yōu)點。

和傳統(tǒng)的無線通信不同，UWB 并不使用載波，而是通過收發(fā)低能量的脈沖信號來進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，測距方法是用信號的傳輸時間測量實現(xiàn)的，就是通過計算信號在兩個設(shè)備之間的傳輸時間差來確定距離。所以，在小范圍區(qū)域內(nèi)，UWB 可以提供比 Wi-Fi、藍(lán)牙更精準(zhǔn)的定位結(jié)果，蘋果還在英文產(chǎn)品介紹頁中將其稱為“客廳內(nèi)使用的 GPS 系統(tǒng)”。

UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)通常由三個組成部分，它們：一是UWB定位標(biāo)簽。定位標(biāo)簽為有源標(biāo)簽，能做成不同的形態(tài)固定在物體、車輛或佩戴在人員身上使用，在不同應(yīng)用環(huán)境下?lián)碛卸嘧冃浴Ｋ亩ㄎ痪萚敏感詞]可達(dá)到5-10cm，標(biāo)簽發(fā)出的UWB脈沖信號，通過定位基站（定位傳感器）接收和傳輸。每一個標(biāo)簽都有唯一的ID號，可通過這個ID號將定位的物體聯(lián)系起來，使定位基站（定位傳感器）通過標(biāo)簽找到實際定位的位置。標(biāo)簽傳輸信號持續(xù)時間很短，能夠允許成百上千的標(biāo)簽同時定位；二是UWB定位基站。定位基站（定位傳感器）可以通過到達(dá)時間差（TDOA）測量技術(shù)，來確定標(biāo)簽的位置，并將數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)絡(luò)控制器及定位引擎軟件，定位測量精度達(dá)到厘米級；三是應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件主要體現(xiàn)為系統(tǒng)功能。UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)基本功能可包括：人員分布，顯示佩戴定位標(biāo)簽的人員分布情況；人員移動軌跡，通過電子地圖實時顯示一個或多個人員移動軌跡；跟蹤指定人員，地圖隨著標(biāo)簽的移動自動切換，將鼠標(biāo)移到標(biāo)簽上可以看到標(biāo)簽的當(dāng)前狀態(tài)；電子圍欄，通過平面電子地圖上不同顏色和形狀顯示人員的報警位置狀態(tài)。

UWB室內(nèi)定位流程：一是每個定位標(biāo)簽以UWB脈沖重復(fù)不間斷發(fā)送數(shù)據(jù)幀；二是定位標(biāo)簽發(fā)送的UWB脈沖串被定位基站接收；三是每個定位基站利用高敏度的短脈沖探測器測量每個定位標(biāo)簽的數(shù)據(jù)幀到達(dá)接收器天線的時間；四是定位引擎參考標(biāo)簽發(fā)送過來的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，確定標(biāo)簽達(dá)到不同定位基站之間的時間差，并利用三點定位技術(shù)及優(yōu)化算法來計算標(biāo)簽位置；五是利用單基站定位一般采用AOA（(Angle of Arrival）算法，采用多基站定位多采用TDOA（Time difference of Arrival）算法。

UWB室內(nèi)定位主要適用領(lǐng)域：一是隧道/管廊/地鐵。對施工人員進(jìn)行實時自動跟蹤，隨時掌握每個員工在隧道的位置及活動軌跡、全隧道人員的位置分布。當(dāng)遇到突發(fā)事故，可以迅速找到被困人員可靠的位置信息，提高搶險救災(zāi)、安全救護(hù)的效率；二是整車倉儲。實時追蹤資產(chǎn)和庫存，改進(jìn)流程，提高搜索效率，減少資源浪費；三是石油化工。零延時[敏感詞]定位人、車、物的實時位置，直觀及時地反映化工業(yè)的現(xiàn)場情況、人員狀況，提高石油化工行業(yè)安全保障的力度及效率；四是醫(yī)院/養(yǎng)老院。24小時智能管控，全天候安全守護(hù)，實時分析看護(hù)人員、來訪人員、病人/老人行為，提升醫(yī)院/養(yǎng)老院精細(xì)化管理效率；五是監(jiān)獄/公安/司法。UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)可進(jìn)行人員的進(jìn)出管理、實時位置查詢、禁區(qū)監(jiān)管、隔離距離控制、人員調(diào)度，能對人員的位、行進(jìn)路線、距離、速度進(jìn)行監(jiān)控和統(tǒng)計。實際上，UWB精準(zhǔn)定位應(yīng)用與服務(wù)遠(yuǎn)不止以上幾個方面，由于其精準(zhǔn)定位跟蹤所有的人員動物、資產(chǎn)物件和事件流程，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大眾消費品和數(shù)據(jù)物聯(lián)業(yè)，均有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。UWB實質(zhì)上可以成為一種時空傳感器，是物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)不可或缺的伙伴，在高精度室內(nèi)定位、室內(nèi)外融合定位、導(dǎo)航通信融合創(chuàng)新多重領(lǐng)域，具有明日之星的光環(huán)。