GNSS、UWB和藍牙技術(shù)及定位認知

一、GNSS就是衛(wèi)星定位，準確而言是三種技術(shù)唯 一真正意義的定位技術(shù)

GPS和北斗三號都是基于反向TDOA的三角定位坐標位置解算。

GNSS的缺陷是只能適用室外定位，并且室外環(huán)境相對空曠，保證可以收到(看到)至少四顆衛(wèi)星信號。在建筑物旁邊，由于GPS/北斗信號的遮擋，都沒有辦法實現(xiàn)坐標位置解算?；?a href='http://www.jxetj.com/news/462.html' target='_blank' class='key_tag'>TDOA的三角定位，需要保證嚴格的高精度時鐘同步，GPS/北斗衛(wèi)星采用專業(yè)的技術(shù)保證嚴格的時鐘同步，所有GPS或北斗信號也可以被用于高精度時鐘源，用于地面無線或有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的參考時鐘。

GPS/北斗定位需要至少四顆衛(wèi)星信號；作為高精度參考時鐘，收到一個信號就可以實現(xiàn)。

二、UWB定位和藍牙定位

2.1需要掌握的UWB和藍牙的基本認知

• UWB和藍牙都可以用于室內(nèi)和室外位置服務(wù)

• UWB的功耗基本上是藍牙BLE功耗5倍

• UWB芯片的成本也基本是藍牙BLE的5-10倍

相比BLE，UWB功耗大、成本高是一個不可回避的現(xiàn)實問題。

UWB不是定位技術(shù)，UWB嚴格意義講是高精度的無線測距技術(shù)，測距精度可以達到10-30厘米，距離可以達到200米甚至更遠（CH2+PA條件）。

藍牙/BLE 嚴格定義是近距離的低功耗無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，在同樣的距離前提下，BLE數(shù)據(jù)通訊的帶寬以及功耗的綜合表現(xiàn)是最優(yōu)的。利用BLE的RSSI實現(xiàn)測距是一種非常不準確的技術(shù)，因為除了距離，影響RSSI有太多的環(huán)境問題（濕度、同頻干擾、金屬反射等等）；盡管BLE AOA出現(xiàn)給出了另一條基于藍牙信號的定位技術(shù)路線，但是由于藍牙信號本身易受干擾，導(dǎo)致體驗一般。

2.2普遍認知的“UWB是高精度的室內(nèi)定位技術(shù)，定位精度可以達到10-30厘米”是不真實的

• UWB是高精度的測距技術(shù)，在標簽和基站可視的前提條件下，測距精度可以保證10-30厘米

• 測距精度不能等同定位精度，定位精度取決于定位技術(shù)路線

• 采用TDOA的三角定位技術(shù)解算坐標，需要保證三個可視的高精度測距值+基站坐標的精準測繪

• 在不能保證三個可視的高精度測距值，定位結(jié)果的精度完全不可控，幾米甚至幾十米的偏差都有可能

• 基站坐標的測繪精度同樣會帶來定位的偏差，這個比“不能保證三個可視的高精度測距值”影響稍好些，基本在幾米以內(nèi)的偏差。

所以千萬不要再認為“UWB是高精度的室內(nèi)定位技術(shù)，定位精度可以達到10-30厘米”

2.3普遍認知“如果對定位精度要求不高，可以采用藍牙室內(nèi)定位技術(shù)，定位精度達到3-5米”也不是真實的

• 藍牙嚴格意義是近距離數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，如果基于RSSI實現(xiàn)無線測距，測距的誤差在3-5米

• 測距精度不能等同定位精度，定位精度取決于定位技術(shù)路線

• RSSI收到環(huán)境影響十分大，比如下雨、潮濕天氣，大量2.4G信號的同頻干擾，以及環(huán)境中金屬物體對信號反射等等。此外，設(shè)備長期使用以及不同芯片方案及硬件設(shè)計，都會導(dǎo)致RSSI有很大的波動變化

• 采用TDOA的三角定位技術(shù)解算坐標，需要保證三個測距值+基站坐標的精準測繪；藍牙的RSSI測距可信度不高，基站坐標的測繪精度同樣會帶來定位的偏差。

• 采用藍牙AOA的定位技術(shù)，藍牙信號易受干擾的問題，同樣沒有辦法避免。盡管拋棄了不可信的RSSI測距，采用藍牙天線整列計算信號到達角度的定位，但是藍牙AOA基站必須水平安裝（室外沒有使用的可能性），同樣對使用帶來很大的局限性。

三、為何區(qū)域定位市場對于藍牙接受度要比UWB要高？

首先很多用戶被UWB產(chǎn)品廠家宣傳的“UWB-10厘米高精度室內(nèi)定位技術(shù)”誤導(dǎo)，實際環(huán)境有沒有辦法保證TDOA三角定位的條件，導(dǎo)致體驗效果很差?；舜髢r錢，卻沒有得到資料宣傳的效果，當然就不會再用UWB。

其實所有從事UWB產(chǎn)品研發(fā)的企業(yè)都應(yīng)該重視這個問題，為什么大多數(shù)UWB項目都不了了之，這大大降低了市場對UWB接受度。既然吹噓比藍牙體驗好的10厘米高精度定位，但是用戶花了幾倍藍牙的投入，卻面對不堪的體驗，市場不會為UWB技術(shù)買單。

“鍋”是三角定位而非UWB

相比UWB，藍牙大的優(yōu)勢就是成本低、功耗低，在定位方面藍牙也自降身段，不去和UWB比定位精度，更不會吹噓定位精度。藍牙在定位需求市場最為成功的就是基于藍牙信標的位置打卡的巡檢應(yīng)用，這個在一些場景作業(yè)管理已經(jīng)可以滿足用戶需求。在增加一些小空間的AOA定位，以及配合藍牙手環(huán)的生命體征監(jiān)測等功能。相比UWB而言，用戶更能接受藍牙的方案而非UWB。

藍牙面對室內(nèi)定位需求同樣不可回避的是藍牙信標以及藍牙AOA的使用局限性，簡單位置需求可以滿足。

四、區(qū)域空間位置服務(wù)出路在UWB技術(shù)

1. 區(qū)域空間位置服務(wù)包括室外定位和室內(nèi)定位

2. 藍牙技術(shù)提供位置服務(wù)功能，UWB都可以實現(xiàn)；有些UWB技術(shù)可以實現(xiàn)的，藍牙技術(shù)做不到

3. UWB的高精度測距是所有無線信號中表現(xiàn)最優(yōu)的

4. 對于區(qū)域空間需要無線信號精準坐標定位，采用基于UWB信號TOF三角定位是最優(yōu)選擇

5. 可以基于UWB高精度測距技術(shù)實現(xiàn)出入口場景管理，這個藍牙技術(shù)沒有辦法實現(xiàn)的

6. 可以基于UWB高精度測距技術(shù)實現(xiàn)精準的一維空間的定位，這個也是藍牙技術(shù)沒有辦法做到的

7. 可以基于UWB高高精度測距信號，實現(xiàn)任意定義精細網(wǎng)格化定位，這個也是藍牙技術(shù)沒有辦法做到的

8. 基于UWB的PDOA的方位定位，藍牙技術(shù)也是沒有辦法做到的

智慧工廠人/車/物位置感知服務(wù)

空間區(qū)域-普通存在性檢測和精細網(wǎng)格化存在檢測的比較

位置空間場景需求還在不斷的被挖掘，從長遠發(fā)展的眼光以及投資保護的角度考慮，選擇UWB而非藍牙技術(shù)作為區(qū)域空間位置服務(wù)技術(shù)，將會有更大的機會滿足用戶的新需求。