GPS和北斗

提起定位，就會想到GPS和北斗定位，GPS和北斗是非常成功的技術(shù)，同時也得到大量的落地應用。

§  GPS和北斗是全域定位技術(shù)，利用GPS和北斗衛(wèi)星為廣大的民生、軍事等提供全域位置服務。

§  GPS和北斗的定位技術(shù)是基于TDOA的三角定位技術(shù)，為保證定位精度，TDOA定位有嚴格要求的全網(wǎng)時鐘同步的要求，這也就是為何GPS和北斗都衍生出提供精準時鐘服務。

§  GPS和北斗衛(wèi)星都是圍繞地球的同步衛(wèi)星，也就是GPS和北斗衛(wèi)星的位置坐標相對地球坐標體系是固定，GPS衛(wèi)星平均軌道高度2.02萬千米，北斗衛(wèi)星高度為2.13-2.15萬千米。

§  TDOA定位技術(shù)要求每個地面定位點可以看到至少3顆衛(wèi)星，實際情況是要求四顆以上。這也就是為何在天空中或海洋，衛(wèi)星定位更準確。城市高樓導致的城市峽谷現(xiàn)象（粗略按照一顆星15度，4顆星要至少60度的角度的空中視野可以），導致沒有足夠的可視衛(wèi)星，定位失效。

§  GPS和北斗信號（GPS的波段是：L1波段：中心頻率為1575.42MHz，L1波段主要是民用，包含了兩種代碼，一個叫做粗捕獲碼（C/A）碼，另一個叫做精測距碼（P碼）。L2波段：中心頻率為1227.6MHz，只用于軍用場合，僅含有一個P碼。北斗三號在B1、B2和B3三個頻段提供B1I、B1C、B2a、B2b和B3I五個公開服務信號。其中B1頻段的中心頻率為1575.42MHz，B2為1176.45MHz，B3為1268.52MHz。）穿過大氣層，會產(chǎn)生折射等干擾，需要地面站一直在修正和維護衛(wèi)星的信號和位置。依靠復雜的地面后臺維護系統(tǒng)才能保證GPS和北斗的定位精度。

想得到精準的全域或區(qū)域定位，不是依靠一個定位算法就可以解決的問題，需要一套復雜的系統(tǒng)才能保證，包括：基站的精準位置及坐標、基站間的精準的時鐘同步、足夠多數(shù)量的基站保證每個定位點都可以有三個以上基站可視。這對于普通的商業(yè)區(qū)域定位項目，從投資、施工及后期的維護都是不可能落地的事情。這也是很多區(qū)域定位項目，無論采用UWB還是BLE、WIFI等，都不了了之。

WIFI、4G、5G基站

WIFI以及4G、5G通訊基站主要目的是解決高帶寬的數(shù)據(jù)通訊需求，以及大容量的接入能力和盡可能遠距離覆蓋。

當然距離和帶寬、功耗本身是矛盾的，高帶寬意味著高頻率、高能耗、損耗高覆蓋距離近。

通訊基站部署另一個原則就是盡量減少信號覆蓋的重疊區(qū)域（這個和TDOA要求多個基站信號重疊完全是背離的）。這也是WIFI和5G等通訊基站不可能采用TDOA的三角定位技術(shù)去落地定位需求，那就剩下AOA了。

相比TDOA，AOA也好不到哪里去，AOA有兩種技術(shù)路線，一種是多基站之間的基于角度的三角定位，問題和困難同TDOA，還有一條技術(shù)路線就是單基站的方案，基于一個TOF測距值和基于接收的多天線的角度測量。就算是一個TOF測距，也是要求基站可視，這個在現(xiàn)實環(huán)境很難保證。

目前看基于TOF測距的表現(xiàn)好的技術(shù)應該是UWB，測距是解決多徑干擾。UWB由于其高頻和脈沖通訊的特點，使得其和BLE、WIFI以及4G/5G通訊及時相比，有更好的抗多徑干擾的能力，TOF的測距精度和穩(wěn)定性更有保證。

再談談多天線接收角度計算的問題，因為都是在一個電路板子上的，時鐘同步的問題可以避免，但是天線的延遲以及在天線間很小間距，不可能精度和遠距離覆蓋，AOA更適用于3-5米以內(nèi)的定位（測距+角度）。

5G基站定位融合了多天線整列的AOA定位，R17中確定了定位精度目標，但是感覺很難達到。超過10米的AOA，很難令人滿意的實際落地。

詬病了TDOA和AOA，面對定位需求該如何選擇？

產(chǎn)品需要的是可靠的、易實施、可落地的技術(shù)，任何理論上的定位精度往往只有實驗室論證價值，沒有實際落地的用途。這個就是定位技術(shù)面對的窘境。

相比BLE、WIFI、5G等無線通訊技術(shù)，UWB真正最有價值的是由于其高頻和脈沖通訊的特殊性，TOF測距的穩(wěn)定性高，利用好TOF測距去解決一下位置場景服務，而不是基于測距的三角定位，才能讓UWB技術(shù)真正發(fā)揮作用。

有哪些基于TOF測距可以落地的位置場景服務呢？

1.  防碰撞（叉車、行車、AGV車等工業(yè)環(huán)境安全距離）

2.  區(qū)域覆蓋（利用基站的信號實現(xiàn)200-300米區(qū)域信號覆蓋）

3.  一維定位（地鐵、煤礦、隧道等一維空間的定位）

4.  出入口管理（各類大門出入監(jiān)測管理）

5.  區(qū)域網(wǎng)格化（電子圍欄）及區(qū)域網(wǎng)格化定位

6.  3-5以內(nèi)近距離的AOA應用（智能車KEY、智能門鎖等2C應用）

有需求，歡迎接洽

§  詬病TDOA和AOA，不代表我們沒有掌握三角定位和AOA技術(shù)和產(chǎn)品，如果您有這樣需求，可以隨時聯(lián)系，我們會提供同樣的三角定位和AOA技術(shù)的高性價比的產(chǎn)品。

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