超宽频单基站实现快速三维定位

随着信息技术的飞速发展，人们的生活正在发生巨大改变，对基于位置服务的需求越来越迫切，尤其是室内位置服务。

室外定位系统中BDS系统、GPS系统等受室内复杂环境条件限制精度大幅下降，甚至失效，难以在室内定位中发挥作用，而室内二维定位技术缺乏高程信息，也难以满足人们对室内位置服务深度的需求，三维定位技术普遍存在精度高时硬件成本也相对较高且难以大范围推广的困境，硬件成本较低时定位的精度大幅下降而难以满足位置服务三维定位需求的难题，因此研究高精度、低成本的室内三维定位技术具有重要的意义。

     传统二维平面定位，主要是通过室外GPS信号、室内基站锚点来获得目标的X,Y经纬度数据实现定位。而想要进行某一净空空间三维定位，必须获得垂直Z轴坐标。在不同楼层中，可以通过每层部署带有楼层信息编号的蓝牙信标或UWB基站作分层定位；在同一楼层里，通过在天花板和地板各安装若干台UWB基站，它们和定位标签分别做垂直的TOF测距，得出定位标签的垂直定位信息，再传输至服务器进行可视化解算。

UWB三维定位示意图

这种方案在实际应用过程中会如下不少问题：

1. 基站部署数量大幅度增加，成本高昂；
2. 垂直测距受环境限制很大，难以找到一高一低无遮挡的地方，容易出现定位死角；
3. UWB基站部署难度大，在工厂高空作业等场景，没办法部署基站；
4. 高程定位不精准，实用性不足。

为了保障厂区登高作业工人生命安全，北京广义恒鑫科技有限公司，基于超宽频单基站高精度定位基站基础上，仅通过两台可以部署在同一平面或不同平面的基站，结合UWB定位卡，实现并满足实际应用需求，其技术实现原理是利用单基站即可测距又可测向和测角的优越性能，来解算相应的高度信息，配合三维高精度定位算法传输经纬度信息实现完整的三维定位结果。

在后台三维可视化展示方面，我们做了大量算法处理，当定位卡三维坐标产生变化时，我们在展示后台能看到这个人在爬楼梯，这种可视化高程定位技术，在大型仓储、电厂爬高维修等许多领域中都具有重要的应用意义。通过准确确定垂直高程信息，可以帮助进行工程设计、城市规划、自然灾害管理等工作，确保安全、高效和可持续的发展。