樂山UWB方位定位技術(shù)及應(yīng)用-PDOA

方位定位及應(yīng)用場景

目標的方位，也就是目標的方向和距離，并非坐標。方位定位不需要依賴地圖和測繪，是相對基站而言的方向+距離的目標定位。

n  方位定位應(yīng)用場景應(yīng)用：

UWB方位定位技術(shù)-PDOA

PDOA，英文全稱是Phase-Difference-of-Arrival，也是一種室內(nèi)定位算法，通過測量相位差求出信號到達角，往返的傳播時間來計算距離。

到達角度AOA / 到達相差PDOA

n  Angle of Arrival – general case

到天線A的路徑比到天線B的路徑大p=d.sin(θ)。如果假設(shè)信號在自由空間中傳播，不受阻礙或經(jīng)過變換，那么信號傳播到天線A所需的時間將更長。為了計算入射角，可以找到每個天線的到達時間，以及用于估計p和θ的差值。

n  PDOA advantage over TDOA

PDOA 的基本原理是將到達角度θ轉(zhuǎn)換為到達相位差α ，通過到達相位差的測量來間接地估計到達角度。從θ轉(zhuǎn)換為α的放大倍數(shù)越大，則估計精度會越高。

PDOA 可以看作利用放大效應(yīng)通過一個較容易測量的量來間接估計一個比較難以測量的量的一種手段。載波頻率越高，波長就越小，小的距離p將導(dǎo)致相對較大的載波相位差。

n  PDOA局限性：

1.    角度和相位的大致的線性關(guān)系是在一定的角度范圍，-60到+60；

2.    接收天線的一致性也會導(dǎo)致相位差的誤差；

3.    接收天線和發(fā)射天線不同高度，也會導(dǎo)致相位差的誤差。

n  最優(yōu)天線間隔λ/2： 

PDOA要求兩根天線靠得非常近—理想的情況是兩根接收天線的間隔為波長的一半，即λ/2。

最優(yōu)天線間隔是指在不產(chǎn)生相位模糊的前提下使得到達相位差盡可能大的間隔。天線間隔為最優(yōu)距離時，在90度到-90度范圍內(nèi)，θ與α存在一一對應(yīng)的關(guān)系，在中間的線性部分的斜率大概為3左右。